1、书书书铅酸蓄电池工艺学概论第 2版A nI n t r o d u c t i o nt ot e c h n o l o g yo f l e a d-a c i db a t t e r y2 n de d i t i o n刘广林著机 械 工 业 出 版 社本书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。本书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，避免泛泛的空洞叙述。本书根据电化学原理，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。本书
2、详细叙述了铅酸蓄电池生产的工艺流程、有关的技术要点，汇集了必要的数表，讨论了铅酸蓄电池运行与生产过程中的重要问题。本书是从事铅酸蓄电池开发研究、设计生产和使用的工程技术人员和高等院校有关专业师生的真挚朋友。图书在版编目（C I P）数据铅酸蓄电池工艺学概论/刘广林著.2版.北京：机械工业出版社，2 0 1 1.4I S B N9 7 8-7-1 1 1-3 3 4 8 5-9.铅.刘.铅蓄电池-生产工艺-概论.T M 9 1 2.1中国版本图书馆 C I P数据核字（2 0 1 1）第 0 2 5 9 0 0号机械工业出版社（北京市百万庄大街 2 2号邮政编码 1 0 0 0 3 7）责任编辑
3、：付承桂责任校对：程俊巧封面设计：陈沛责任印制：杨曦北京京丰印刷厂印刷 2 0 1 1年 4月第 2版第 1次印刷 1 4 0 m m 2 0 3 m m 1 5.1 2 5印张4 0 2千字 00 0 1 30 0 0册 标准书号：I S B N9 7 8-7-1 1 1-3 3 4 8 5-9 定价：4 9.0 0元凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换电话服务网络服务社 服 务 中 心：（0 1 0）8 8 3 6 1 0 6 6销 售 一 部：（0 1 0）6 8 3 2 6 2 9 4销 售 二 部：（0 1 0）8 8 3 7 9 6 4 9门户网：h t t p：/w
4、w w.c m p b o o k.c o m教材网：h t t p：/w w w.c m p e d u.c o m读者购书热线：（0 1 0）8 8 3 7 9 2 0 3封面无防伪标均为盗版第 2版前言从 1 8 5 9年世界上第一只铅酸蓄电池诞生算起，到这一产业和学科建立、扩展并成果累累，至今已历经 1 5 0余年。铅酸蓄电池这一传统的老产品，在当前的中国正面临极好的发展机遇。2 0 0 9年，中国的机动车年产量和年销售量双双超过 1 4 0 0万辆；到 2 0 1 0年，中国的机动车保有量达到 1 7 0 0 0万辆。这意味着中国每年所需要的汽车起动用铅酸蓄电池，不管是配套蓄电池还是
5、替换蓄电池都是数以千万计。汽车工业并带动铅酸蓄电池工业发展之快超过历史上几乎所有的发达国家。从 2 0世纪初，铅酸蓄电池就已经成为用于汽车起动、点火、照明和供电的稳定可靠的部件。至今还没有迹象表明任何一种另外的直流电源能够动摇和代替铅酸蓄电池的这一地位。随着我国各大中城市从交通法规角度对于电动助力车（电动自行车）的解禁，用于个人交通工具的小型阀控密封式铅酸蓄电池必然要有很大的发展。2 0 1 0年，山东省已经把电动自行车及专用阀控密封式铅酸蓄电池列入家用电器下乡产品系列之中，这无疑是推动这一产业发展的巨大动力。虽然部分电动自行车采用锂离子电池作为动力电源，但其所占份额不足 1 0%，铅酸蓄电池
6、仍有 9 0%以上的市场。计算机应用遍地开花，计算机房普遍建立，对于计算机不间断电源组成部件的中型或大型阀控密封式铅酸蓄电池的需求，从数量到品质都在快速增长。作为电动汽车的动力电源，铅酸蓄电池、锂离子电池、氢/镍蓄电池和燃料电池都是有竞争力的候选电源。近两年来，在混合型电动汽车的进展方面，氢/镍蓄电池处于优势地位。但是铅酸蓄电池并未退出竞争行列。最近，A L A B C（先进铅酸蓄电池联盟）完成了以铅酸蓄电池为动力电源的 H o n-d aI n s i g h t 混合型电动汽车的 1 6万千米的运行试验。虽然铅酸蓄电池的比能量和能量密度较低，但是稳定可靠、生产工艺成熟、价格低的优势是别的电
7、源难以企及的。这样的形势和前景必然导致中国铅酸蓄电池产业的快速发展，员工队伍特别是工程技术人员队伍的扩大和科技水平的迅速提高。本书第 1版于 2 0 0 9年年初出版后，业界同仁关注有加并多有垂询和建议。作者愿意根据这些灼见，增补部分内容以弥补本书第 1版的不足。作者虽然长期在蓄电池生产企业供职并且工作在蓄电池生产第一线，但所知所见所闻是极其有限的，对于涉及多门学科、内容丰富精深、理论实践相辅相成的蓄电池技术领域来说是挂一漏万。盼望业界同仁一如既往地关注本书并不吝赐教。刘广林铅酸蓄电池工艺学概论第 1版前言铅酸蓄电池是法国人普朗特（G.P l a n t ）于 1 8 5 9年发明的。历经 1
8、 4 0余年的发展，铅酸蓄电池无论是产量（按电量计算）或产值，在世界范围内多年来都居各种化学与物理电源的首位，形成了较完整的工业部门和相对独立完整的科学技术体系。2 0世纪后期发展起来的免维护铅酸蓄电池，使其应用不再局限于传统的领域 车辆发动机起动、电力牵引和通信等设备的应急备用电源，现已逐步扩大至电厂负荷均衡的贮能装置，计算机不间断电源的重要组成部分以及仪器、电动工具、玩具的工作电源等。到 2 0世纪 9 0年代中期，它仍然是电动汽车的重要候选甚至是首选动力电源。至今电动助力车的动力电源几乎全部都是铅酸蓄电池。有关铅酸蓄电池的基础理论和研究课题不仅属于经典的化学热力学、电化学、电极过程动力学
9、，而且涉及结构化学、表面化学、分析化学以及金相学、冶金学、材料学等多门学科。实验研究所采用的手段和仪器，更离不开现代化学、现代电子学和计算机等学科的成就。铅酸蓄电池工业的生产发展，则有赖于工业自动化、计算机辅助设计与制造、网络化管理以及环境科学等技术学科的介入与推动。近年来，我国的铅酸蓄电池工业迅速发展。到 2 1世纪初，铅酸蓄电池生产厂家和公司已超过 3 0 0 0家，相关的原材料、零部件、生产与测试设备、仪器及环境保护设备的厂家与公司也数以千计，工程技术人员和管理人员数以万计。诸多高等院校设置了化学电源专业。2 0 0 5年还首次开设了以铅酸蓄电池为主要课题的化学电源专业工程硕士研究生班。
10、与迅速发展的铅酸蓄电池工业生产相比较，我国出版的有关技术专著不多，专为工厂或公司的工程技术人员和管理人员所写的著作尤其少。本书从铅酸蓄电池的生产实践出发，融入作者已发表的论文的部分内容，从理论与实践相一致的角度阐述有关工艺技术原理。为涉及多门学科、内容博大精深又不断丰富着内涵的铅酸蓄电池写一本工艺学著作，是作者多年来的愿望，但又深感学识、能力和水平不足。对书中谬误不当之处，请读者不吝赐教。借此机会对本书各章所引文献的著者谨致衷心的感谢。这些专家的研究成果为推动铅酸蓄电池的发展作出了重要贡献。刘广林铅酸蓄电池工艺学概论目录第 2版前言第 1版前言第一章绪论1第一节铅酸蓄电池的技术发展概况1第二节
11、铅酸蓄电池的特点4第三节铅酸蓄电池的理论基础和有关电性能的几个术语7第四节铅酸蓄电池的生产工艺流程1 1第五节快速发展的铅酸蓄电池工业1 3参考文献1 6第二章合金与板栅1 7第一节铅、锑1 7第二节P b-S b 合金性质与相图2 0第三节P b-S b 合金中的其它元素2 7第四节P b-C a 合金3 2第五节合金配制3 5第六节脱模剂和浇口涂剂3 6第七节板栅铸造3 8第八节板栅构型与板栅设计的几个问题4 0第九节P b-S b 板栅合金的分析4 4第十节P b-C a 板栅合金的分析4 9参考文献5 2第三章铅粉5 4第一节铅的氧化物5 4第二节球磨铅粉与巴顿铅粉5 7第三节球磨铅粉
12、生产工艺6 0第四节巴顿铅粉的生产6 5第五节铅粉的特性6 6第六节铅粉的电化学当量7 1参考文献7 8第四章铅膏、涂填与固化干燥7 9第一节铅的化学性质7 9第二节含氧酸的铅（）盐8 0第三节和膏过程的化学反应8 4第四节铅膏配方与和膏工艺8 6第五节铅膏常数9 3第六节铅膏方程9 6第七节铅膏的表观密度与总水量9 8第八节铅膏涂填与表面干燥1 0 6第九节和膏过程中的热效应1 0 8第十节铅膏中 P b S O4含量与铅膏酸量的分析方法1 1 6第十一节湿铅膏极板的固化1 1 7第十二节铅粉与干铅膏质量的关系1 2 2第十三节和膏工艺及铅膏配方的编制1 2 3第十四节铅膏基本配方表1 2
13、5第十五节两种类型铅膏制备工艺实例1 2 6第十六节负极添加剂腐殖酸1 2 9第十七节负极添加剂木质素及其衍生物1 4 4第十八节负极添加剂松香1 4 8第十九节负极添加剂种种1 5 2参考文献1 5 7第五章化成1 6 0第一节H2S O4溶液的物理性质1 6 0第二节化成概述1 6 8第三节槽化成过程中的物理与化学变化1 6 9第四节影响槽化成极板性能的参数1 7 4铅酸蓄电池工艺学概论第五节极板槽化成工艺要点1 7 9第六节负极板的干燥1 8 5第七节极板不焊接化成1 8 8第八节蓄电池内化成工艺1 8 9第九节正极板活性物质成分的分析1 9 3第十节负极板活性物质成分的分析1 9 5第
14、十一节极板活性物质质量的变化2 0 0第十二节关于 P b O2的结构2 0 1参考文献2 0 5第六章铅酸蓄电池组装2 0 7第一节铅酸蓄电池组装工艺流程2 0 7第二节铅酸蓄电池组装涉及的几种材料2 0 8第三节铅酸蓄电池组装手工操作要点2 1 1第四节铅酸蓄电池槽、盖材料2 1 5第五节铅酸蓄电池隔板2 1 8第六节电解质溶液2 2 0第七节组装失控引起的蓄电池组失效2 2 6第八节起动用铅酸蓄电池“补液”误区2 3 3参考文献2 3 6第七章铅酸蓄电池电化学2 3 7第一节法拉第定律（F a r a d a y s l a w）2 3 7第二节铅酸蓄电池放电时的电迁移2 3 9第三节H
15、2O-H2S O4体系中 H2S O4的活度系数 与 H2O的活度2 4 3第四节双电层和平衡电极电位、电动势2 4 6第五节能斯特方程2 5 0第六节电动势与温度的关系2 5 6第七节氢标、参比电极2 5 9第八节P b-H2O-H2S O4体系的 -p H图2 6 8第九节极化与过电位2 7 5第十节浓差极化过电位2 7 8第十一节电化学极化2 8 2目录第十二节快速充电的电化学理论基础2 8 5第十三节铅酸蓄电池电极过程动力学2 9 2第十四节多孔电极理论2 9 5第十五节铅和铅基合金的阳极腐蚀2 9 8参考文献3 0 2第八章铅酸蓄电池性能3 0 6第一节容量3 0 6第二节荷电状态3
16、 2 4第三节能量与功率3 3 7第四节首次注液与干荷电性能3 4 3第五节荷电保持能力3 5 1第六节水损耗与析气3 5 5第七节耐振动性能3 6 0第八节内阻3 6 5参考文献3 7 0第九章阀控密封式铅酸蓄电池3 7 2第一节阀控密封式铅酸蓄电池（V R L A）的应用领域3 7 2第二节V R L A的理论基础3 7 4第三节V R L A的容量设计3 7 5第四节V R L A的极板设计3 7 8第五节V R L A的注液量与注液浓度3 8 0第六节V R L A的放电充电特性3 8 3第七节安全阀3 8 7第八节V R L A设计与生产过程中的几个问题3 8 9第九节V R L A的电池内化成制度3 9 1第十节V R L A的早期容量损失、热失控和负极汇流排腐蚀3 9 4第十一节V R L A的充电和维护3 9 7第十二节V R L A设计实例3 9 9参考文献4 0 8第十章充电和维护4 1 0铅酸蓄电池工艺学概论第一节充电接受能力4 1 0第二节充电方法4 1 6第三节起动用铅酸蓄电池的充电和维护4 2 0第四节工业铅酸蓄电池的充电4 2 2参考文献4 2 3附录4