铅酸蓄电池工艺学概论

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出版者:
作者:刘广林
出品人:
页数:390
译者:
出版时间:2009-1
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787111249399
丛书系列:
图书标签:
  • 电池
  • 化学专业
  • 铅酸蓄电池
  • 蓄电池
  • 电化学
  • 电池工艺
  • 储能
  • 新能源
  • 材料科学
  • 化学工程
  • 电池技术
  • 工业技术
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具体描述

《铅酸蓄电池工艺学概论》从铅酸蓄电池的生产实践出发,深入浅出而又清晰严谨地叙述了铅酸蓄电池的基础理论和工艺技术原理。《铅酸蓄电池工艺学概论》对铅酸蓄电池的产品设计和工艺质量控制作出了定量的、数学解析的讲述,避免泛泛地空洞叙述。《铅酸蓄电池工艺学概论》根据电化学原理,定量地导出了铅酸蓄电池生产过程中的工艺参数之间的函数关系以及它们和蓄电池电性能之间的定量关系,力求做到理论与生产实践紧密结合。

现代电子系统中的关键:高能效储能技术与应用 书籍名称:现代电子系统中的关键:高能效储能技术与应用 内容简介: 本书旨在全面深入地探讨当代电子系统和电气工程领域中至关重要的储能技术,重点聚焦于高能量密度、长循环寿命以及环境友好型储能解决方案的最新发展、理论基础、关键工艺以及实际应用。我们相信,随着可再生能源整合的加速和移动电子设备性能要求的不断提高,对高效、可靠的储能设备的需求已达到前所未有的高度。 第一部分:储能技术基础与发展脉络 本部分为读者构建了理解现代储能系统的理论框架。首先,我们从能量存储的基本物理和化学原理入手,详细阐述了电化学储能、物理储能(如飞轮、压缩空气)和热储能的核心差异与优缺点。随后,我们将历史的视角投向储能技术的发展演进,分析了从早期基础电池技术到当前主流技术路线的迭代过程,特别强调了驱动这些变革的关键技术瓶颈和突破点。 章节一:能量存储的基本热力学与动力学:深入讲解了吉布斯自由能、电化学势在储能过程中的作用,以及影响充放电速率的关键传输现象,如离子扩散与界面反应动力学。 章节二:储能技术的分类、性能指标与经济性分析:系统梳理了储能设备(电池、超级电容器、燃料电池等)的能量密度、功率密度、循环稳定性、自放电率等关键参数的定义与测量方法。同时,引入全生命周期成本(LCC)分析,评估不同储能方案的经济可行性。 第二部分:前沿电化学储能体系的深度剖析 本部分是全书的核心,聚焦于当前研究与产业化应用最为活跃的几类先进电化学储能系统,并对其材料科学、制造工艺和性能优化策略进行了详尽的论述。 章节三:锂离子电池:从基础到极限:详细解析了锂离子电池的典型结构(如NMC、LFP、高镍正极、硅基负极)及其电化学特性。重点探讨了固态电解质、先进粘结剂和导电添加剂对提升能量密度和安全性的影响。对电池管理系统(BMS)中状态估算算法(如扩展卡尔曼滤波、粒子滤波)的工程实现进行了专题介绍。 章节四:钠离子与钾离子电池:后锂时代的关键替代方案:鉴于锂资源分布不均的问题,本章系统考察了钠离子与钾离子电池的电化学可行性。内容包括层状氧化物、普鲁士蓝类似物以及硬碳/软碳等新型电极材料的合成技术、院子尺寸效应及其在宽温域运行中的挑战。 章节五:液流电池技术与大规模储能应用:液流电池因其可扩展性和长寿命特性,成为电网级储能的重要选项。本书详细介绍了钒基、锌溴等主流液流体系的反应机理,重点讨论了膜电极组件的设计优化(离子选择性与渗透性平衡)以及流体管理系统对系统效率的影响。 章节六:超级电容器与混合储能系统:阐述了双电层电容器(EDLC)和赝电容材料的机理。重点分析了如何通过串并联结构、电解质工程(如离子液体、水系电解质)来拓宽工作电压窗口和提高能量密度。此外,对电池-超级电容器混合系统在瞬态功率响应场景下的协同优化策略进行了建模与仿真分析。 第三部分:关键制造工艺与质量控制 本部分将视角转向储能器件的工程实现,涵盖了从原材料制备到最终封装测试的全流程关键技术,强调了精密制造对性能稳定性的决定性作用。 章节七:电极制备与模切技术:详细描述了浆料配方的精确控制(活性物质、导电剂、粘结剂的最佳比例),高精度涂布工艺(狭缝涂布、挤压涂布)的均匀性控制,以及极片辊压密度对离子传输通道的影响。讨论了激光切割、冲压等模切工艺对极片边缘形貌的控制要求。 章节八:组装工艺:封装与安全:深入探讨了电池单元的叠片、卷绕工艺流程,以及对齐精度的要求。重点分析了密封技术(如激光焊接、注胶密封)在防止电解液泄露和湿气侵入中的作用。针对热失控预防,详细介绍了隔膜材料的改进(陶瓷涂覆、多孔结构设计)以及热管理系统的集成设计。 章节九:质量保证与无损检测技术:介绍了电池生产线上的关键质量控制点(QC)。包括高精度重量检测、X射线成像(判断内部短路或缺陷)、内阻测试等。探讨了基于机器学习的缺陷识别算法在提高生产良率中的应用前景。 第四部分:储能系统的集成与应用场景 本书最后一部分将焦点从单个器件转移到系统级集成,探讨了现代储能技术在不同领域的实际部署和工程挑战。 章节十:电网级储能系统(BESS)的架构设计:分析了并网型与离网型BESS的拓扑结构差异。详细介绍了交直流变换器(PCS)的最新技术(如SiC/GaN器件的应用),以及如何通过集群控制策略实现毫秒级的频率和电压支撑。 章节十一:电动载具的能量管理与热管理:讨论了电动汽车、轨道交通和航空航天领域对储能系统的特殊要求。重点分析了先进的热管理技术(如液冷、相变材料)如何确保电池包在极端工况下的安全性和寿命。并对下一代快速充电技术(如脉冲充电、高压平台)的电化学限制进行了深入探讨。 章节十二:离网与便携式电子设备的集成挑战:针对小型化、高可靠性应用,探讨了微型化封装、能量收集(Energy Harvesting)与储能单元的耦合技术。分析了在低功耗设备中实现超长待机和快速唤醒的技术路径。 本书内容严谨、技术前沿,既适合从事储能设备研发、生产制造的工程师和技术人员,也为相关专业的高年级本科生和研究生提供了系统性的学习参考资料。通过对材料、电化学和系统工程的全面覆盖,读者将能够掌握现代高能效储能技术的全貌与未来趋势。

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这本书给我的最大感受,就是它成功地消除了我之前对“工业技术”的刻板印象。我一直觉得,这类技术性的书籍要么晦涩难懂,要么过于专业,普通读者难以企入。然而,《铅酸蓄电池工艺学概论》却打破了我的这种偏见。作者在解释一些关键概念时,总是能够巧妙地循序渐进,从最基础的原理入手,逐步深入。比如,在阐述极板活性物质的形成机理时,他没有直接抛出一个复杂的反应式,而是先从铅和硫酸的化学性质说起,然后一步步引导读者去理解,为什么在特定的条件下,铅能够与硫酸发生反应,并生成具有储能特性的物质。这种“剥洋葱”式的讲解方式,让我在不知不觉中吸收了知识,而且感到轻松愉快。我特别欣赏作者在章节末尾设置的“思考题”或者“拓展阅读”环节,这些内容并非强制性的,但却能激发我的进一步思考,引导我去主动探索相关的知识点,而不是被动地接受信息。

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在阅读过程中,我惊喜地发现,这本书并非一本枯燥的技术手册,而是充满了作者对这个行业的深切情感和洞察。他并没有像许多教科书那样,冷冰冰地罗列公式和图表,而是用一种非常生活化、甚至带有故事性的语言,去阐述那些复杂的化学反应和物理变化。例如,在讲解电解液的配制过程时,作者没有直接给出化学方程式,而是通过类比,将离子在水中的运动比作一群忙碌的小蚂蚁,各自有着明确的“家”和“工作”,它们之间的互动构成了整个电池的生命力。这种生动的比喻,让我在脑海中构建出清晰的画面,即使我对化学原理不太熟悉,也能大致理解其内在逻辑。更令我印象深刻的是,作者在谈到不同工艺路线的优劣时,常常会穿插一些行业内的轶事或者研发人员的亲身经历,这些细节让冰冷的工业技术变得有温度,也让我看到了科技进步背后的人性光辉和不懈追求。我开始意识到,每一个看似简单的电池背后,都凝结着无数人的智慧和汗水,以及他们对克服困难的决心。

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我之所以对这本书情有独钟,很大程度上是因为作者在其中所展现出的“人文关怀”。他不仅仅是机械地传递技术知识,而是融入了对这项技术背后的人、对行业的思考。在论述技术演进的过程中,他时常会穿插一些关于行业先驱的故事,那些在艰苦条件下默默耕耘的科学家和工程师,他们的执着和创新精神,读来令人动容。而且,作者在谈到铅酸蓄电池的社会价值时,也着重强调了它在保障能源供应、促进经济发展、改善民生等方面的积极作用。这种将技术与社会责任相联系的视角,让我觉得这本书不仅仅是一本关于“铅酸蓄电池”的书,更是一本关于“科技如何服务于人类”的书。它让我对这项技术产生了更深的敬意,也让我看到了科技进步的真正意义所在。

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这本书在“质量控制与标准化”方面的论述,充分展现了作者严谨的科学态度和对工业生产的深刻理解。他详细阐述了从原材料采购、生产过程控制到成品检验等各个环节的质量控制要点,并强调了标准化在保障产品质量和促进产业发展中的重要性。我特别对其中关于各种检测仪器和方法的介绍感到新奇,了解了如何通过精确的测量来评估电池的各项性能指标。作者甚至还提及了一些国际和国内的相关标准,这让我看到了铅酸蓄电池行业是如何通过一套严格的规则来约束和指导生产,从而确保产品的可靠性和安全性。这种对细节的关注,也反映了作者对铅酸蓄电池技术的专业性和敬业精神。

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这本书在“环境影响与回收”这个部分的论述,着实让我感到眼前一亮。通常,在讨论一些工业产品时,人们往往更关注其性能和成本,而容易忽视其对环境的影响。但《铅酸蓄电池工艺学概论》却对此给予了高度重视。作者没有回避铅酸蓄电池在生产和使用过程中可能产生的环境问题,比如铅污染和废酸处理等,而是积极地探讨了如何通过改进工艺、加强监管和推广回收利用来 mitigate 这些负面影响。我尤其对其中关于铅酸蓄电池回收链条的介绍感到好奇,了解到废旧电池是如何被收集、拆解、再生,重新变成可用的铅和塑料。这种循环经济的理念,不仅体现了作者的社会责任感,也让我对铅酸蓄电池行业的发展前景有了更乐观的预期,看到了科技进步如何与环境保护并行不悖。

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我不得不说,作者在对铅酸蓄电池的“应用”部分的阐述,简直是为我打开了一扇新的大门。我一直以为铅酸蓄电池的应用范围就局限于汽车启动,顶多再算上一些应急照明灯。但通过这本书,我才了解到,原来在通信基站、电力系统、太阳能储能、UPS(不间断电源)等众多关键领域,铅酸蓄电池都扮演着至关重要的角色。作者在讲述这些应用时,并没有简单地列举设备名称,而是深入分析了铅酸蓄电池在不同应用场景下的具体要求,例如在通信基站对可靠性和长寿命的极致追求,在电力系统对大功率输出和快速充放电的能力需求,以及在太阳能储能系统中对成本效益和环境友好的考量。这些分析让我深刻体会到,看似简单的铅酸蓄电池,其实是根据不同的需求,经过精心设计和工艺优化,才能满足各种严苛的应用条件。

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这本书在“材料科学”这个角度的切入,让我对铅酸蓄电池的内部构造有了全新的认识。我之前从未想过,构成电池的极板、隔膜、电解液等看似简单的材料,其实都蕴含着如此复杂的化学成分和精密的结构设计。作者详细介绍了不同类型铅酸蓄电池所使用的铅合金、氧化铅、硫酸铅以及各种添加剂的特性,并深入分析了这些材料的微观结构如何影响电池的性能,比如导电性、机械强度、抗腐蚀性等等。我尤其对隔膜材料的讲解印象深刻,了解到它不仅仅是物理上的隔离,更在离子传输和防止短路方面起着至关重要的作用。作者甚至还提及了一些新型隔膜材料的研发进展,这让我看到了铅酸蓄电池技术并非一成不变,而是在不断地通过材料的革新来提升性能。

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这本书在“故障诊断与维护”章节的处理,让我觉得它不仅仅是一本理论书籍,更是一本实用的操作指南。作者列举了铅酸蓄电池在实际使用过程中可能出现的各种典型故障,比如容量衰减、内阻升高、极板硫化、漏液等等,并且深入分析了导致这些故障的根本原因。更重要的是,他提供了详细的故障诊断方法和相应的维修建议。这对于像我这样的普通用户来说,非常有帮助。我之前遇到过几次汽车电瓶亏电的情况,但总是束手无策,只能找维修师傅。现在读完这一章,我至少能够初步判断问题所在,甚至在一些简单的情况下,自己也能进行一些基础的维护。这种知识的赋权,让我觉得这本书的价值远超了它的书本价格。

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我被作者对于“未来发展趋势”的预测和分析深深吸引。尽管铅酸蓄电池并非最新颖的技术,但作者却展现了它依然充满活力的发展前景。他不仅回顾了近年来在提升能量密度、延长循环寿命、降低自放电率等方面的技术进展,还展望了诸如胶体蓄电池、AGM蓄电池等新型铅酸蓄电池在特定领域的应用潜力。更让我觉得耳目一新的是,作者还探讨了铅酸蓄电池与其他储能技术(如锂离子电池)的协同发展模式,以及在智能电网、微电网等新兴应用场景下的发展机遇。这让我意识到,即使是看似成熟的技术,只要不断地进行创新和优化,依然能够焕发新的生命力,并在未来的能源体系中发挥重要作用。

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这本书的封面设计真是相当朴实,但我想这或许正是它的魅力所在。翻开第一页,扑面而来的不是什么华丽的辞藻,而是一种沉甸甸的、仿佛能感受到铅和酸的混合气息的真实感。我本身对铅酸蓄电池的了解可以说是知之甚少,甚至之前以为它们只是存在于汽车启动时的那个盒子,但随着阅读的深入,我开始意识到这背后蕴含着多么精妙的科学原理和工程技术。作者在引言部分就抛出了一个引人入胜的问题:为何在电动车日益普及的今天,这种看似“传统”的能源储存方式依然占据着不可动摇的地位?这个问题立刻勾起了我的好奇心,我迫不及待地想知道答案。接着,作者没有立刻深入技术细节,而是花了相当篇幅从宏观层面梳理了铅酸蓄电池的发展历史,从早期的实验萌芽到工业化生产的艰辛历程,再到历次技术革新如何不断挑战和突破现有瓶颈,这段历史的叙述,就像一部波澜壮阔的工业史诗,让我对这项技术有了初步的敬畏之心。我尤其对早期科学家们在缺乏先进设备和理论支持的情况下,如何通过一次次的失败和坚持,最终奠定了铅酸蓄电池的理论基础感到惊叹。这种从无到有的探索精神,正是推动人类文明进步的根本动力。

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