正版新书]极简图解电池基本原理[日]中村信子9787111782513

目 录
译者序
原书前言
第1章电池是什么 1
将能量转化为电能的机制
1-1电池支撑着世界 2
锂离子电池、干电池
1-2按电池的原理分类 4
化学电池、物理电池、生物电池
1-3 对一次电池进行分类 6
湿电池、锌系、锂系
1-4 按电池形状分类 8
圆柱形、纽扣形、圆形、硬币形、针形、方形、扁平形
1-5 电池的起源和历史 10
巴格达电池、动物电、伏打电堆
1-6 世界上首个化学电池的诞生 12
伏打电池、电子、电流
1-7 世界上首个化学电池的工作原理 14
离子化倾向、电解质、氧化反应、还原反应
1-8 世界上首个化学电池未能实用化的原因 16
氢气气泡、极化、氧化亚铜
1-9 通向下一代电池的开发 18
丹尼尔电池、隔膜、电中性原理
1-10 与锌锰干电池相关的电池开发 20
勒克朗谢电池、二氧化锰、氯化铵
1-11 不会泄漏液体的“干式”电池诞生 22
加斯纳干电池、屋井干电池
实践活动 来动手制作一个硬币电池堆吧 24
第2章一次电池 25
最广泛使用的一次电池
2-1 电池的基本结构和工作原理 26
电极、电解质、集流体、短路电路
2-2 电池性能的参数指标 28
标准电极电位、额定电压、电池容量、能量密度
2-3 成为电池普及契机的干电池 30
锌锰干电池、氯化锌、还原剂
2-4 功率强大且持久的电池 32
碱性锌锰干电池、氢氧化钾、锌粉
2-5 棘手的自放电解决方案 34
自放电、汞合金、氢过电压
2-6 实现无汞化的道路 36
水俣病、无汞化（Zero）、氢气、电解二氧化锰
2-7 干电池中99%的故障出于安全原因发生 38
过放电、反向连接、垫圈
2-8 因公害问题而消失的电池 40
锌汞电池、放电电压、氧化汞
2-9 在手表中深受欢迎的小型电池 42
银锌电池、氧化银、银
2-10 长期使用在助听器中的电池 44
锌空气电池、助听器、氧气
2-11 一次电池之王 46
锂、锂电池、锂一次电池
2-12 在家用设备供电中大显身手的电池 48
锰酸锂电池，内包外结构、螺旋结构
2-13 具有高耐热性和可使用10年以上的电池 50
氟化石墨锂电池、汽车配件、碳
2-14 日本No.1!高电压、长寿命的电池 52
锂亚硫酰氯电池、氯化锂、被膜
2-15 在人工心脏起搏器中使用的电池 54
锂碘电池、碘化锂
2-16 比干电池更持久的电池 56
锂硫化铁电池、锂氧化铜电池、二硫化铁
2-17 比碱性锌锰干电池持久17倍的电池 58
镍干电池、羟基氧化镍、初始电压
2-18 大容量且能保持一定电压的电池 60
氧化物干电池、高性能碱性锌锰干电池
2-19 使用水的电池:创新储能方式 62
水电池、镁合金、注水电池
2-20 使用海水的电池 64
海水、海水电池、镁注水电池
2-21 能够长期保存的电池 66
储备电池、熔融盐电池、发热剂
实践活动 来制作柠檬电池吧 68
第3章可重复使用的电池 69
支撑社会发展的二次电池（蓄电池）
3-1 电气储存电池 70
二次电池、放电、充电
3-2 二次电池的分类 72
民用、车载用、固定放置用
3-3 拥有最悠久历史的二次电池 74
铅酸蓄电池
3-4 充电式电池为何不能永久使用 76
逆反应、硫酸化现象、过充电
3-5 蓄电池的种类 78
膏式、栅式与记忆效应揭秘
3-6 蓄电池结构 80
蓄电池的奥秘:单体电池、通风型与密闭阀控式的结构解析
3-7 曾经在小型家电中大显身手的电池 82
镍镉电池、镉、羟基氧化镍
3-8 为何电池领域仍持续选用镉 84
痛痛病与氧气
3-9 关于放电后未即时充电的误解 86
完全放电、刷新操作及制造禁令
3-10 爱迪生发明的电池 88
爱迪生、镍铁电池
3-11 再次成为焦点的二次电池 90
碱性二次电池、镍锌电池、循环寿命
3-12 充放电过程中引起的故障 92
枝晶、树状结晶、离子导电膜
3-13 使用氢的二次电池 94
镍氢电池、贮氢合金、混合动力汽车
3-14 使用氢的二次电池工作原理 96
MH、刷新功能、充电保养
3-15 在宇宙中活跃的使用氢的电池 98
Ni-H 2 电池
3-16 能够储存大量电能的二次电池 100
NaS电池、β-氧化铝、熔融盐二次电池
3-17 储存较大能量的二次电池注意事项 102
金属钠、模块电池、NaS电池系统
3-18 在偏远地区活跃的二次电池 104
偏远地区电网、混合储能系统、智能电网
3-19 在日本实现实用化的大规模二次电池 106
氧化还原液流电池、钒系、液流电池
3-20 安全且寿命长，期待普及的二次电池 108
价数、钒离子、常温反应
3-21 未能广泛普及的二次电池 110
斑马电池、氯化镍、氯化铝钠
3-22 多次被期待实用化，至今仍在研究中的二次电池 112
溴、卤素、锌溴电池
3-23 可以充电的一次电池 114
烫伤危险、禁止充电、锌空气二次电池
实践活动 用备长炭制作铝空气电池 116
第4章彻底改变我们生活的电池 117
锂离子电池及同类电池
4-1 选择不使用金属锂 118
锂离子电池、金属锂、吸附
4-2 锂离子电池的诞生 120
石墨、层状结构、插层反应
4-3 划时代的电池放电反应 122
钴酸锂、钴酸锂电池
4-4 划时代的电池充电反应 124
离子的往返、电极的溶解与析出、摇椅式电池
4-5 钴酸锂电池:标准的强者 126
钴、能量密度与有机溶剂
4-6 锂离子电池的形状与用途 128
叠层形、层压薄膜、聚合物状
4-7 锂离子电池的分类 130
含有锂离子的复合材料
4-8 无钴锂离子电池 132
锰酸锂离子电池、锰酸锂、尖晶石型
4-9 被全球电动汽车制造商选中的锂离子电池 134
磷酸铁锂离子电池、磷酸铁锂、橄榄石型晶体结构
4-10 弥补钴系缺点的锂离子电池 136
三元系锂离子电池、三元系、三种混合
4-11 弥补镍系缺点的锂离子电池 138
镍系锂离子电池、镍系、氧化镍酸锂
4-12 被叠层保护的锂离子电池 140
锂离子聚合物电池、聚合物、凝胶状
4-13 使用非石墨负极活性物质的锂离子电池 142
钛酸锂、钛酸系锂离子电池
4-14 使用锂合金的锂二次电池① 144
锰酸锂二次电池、锂铝合金、锰锂二次电池
4-15 使用锂合金的锂二次电池② 146
钒锂二次电池、铌锂二次电池
4-16 电动汽车普及的关键 148
全固态电池、固体电解质、玻璃陶瓷
4-17 备受期待的拥有最高能量密度的锂二次电池 150
锂空气二次电池、金属空气电池、催化剂
4-18 可大型化也可小型化的锂二次电池 152
锂硫电池、硫、中间产物
4-19 下一代电池的有力候选 154
钠离子电池、全固态钠离子电池、钾离子电池
4-20 大容量且安全的非锂离子电池 156
镁、多价离子、多价离子电池
4-21 混合了两种电池的锂系电池 158
锂离子电容器 实践活动 思考阳台发电所需的工具 160
第5章担当清洁、安全发电使命的电池 161
助力解决下一代能源问题的燃料电池
5-1 能产生水和电的电池 162
燃料电池、电能、电解
5-2 用电分解水 164
燃料电极、空气电极、阳离子交换型
5-3 掌握巨大能量的钥匙:氢气 166
氢气、能量效率、多孔性结构
5-4 燃料电池的分类 168
按电解液种类、燃料种类、运行温度分类
5-5 在宇宙中活跃的燃料电池 170
碱性燃料电池、阴离子交换型、氢氧根离子
5-6 能有效利用废热的燃料电池 172
磷酸燃料电池、中毒效应、改质处理
5-7 适合大规模发电的燃料电池 174
熔融碳酸盐燃料电池、熔融碳酸盐、二氧化碳
5-8 能够长时间使用的燃料电池 176
固体氧化物燃料电池、固体氧化物、氧离子
5-9 解决能源问题的下一代燃料电池 178
固体高分子燃料电池、固体聚合物、水分管理
5-10 有望实现小型轻量化的燃料电池 180
甲醇、直接甲醇燃料电池、交叉渗透现象
5-11 利用微生物酶产生电力 182
生物燃料电池、酶
5-12 在家制造电力和热水 184
能源农场、家用燃料电池
实践活动 用铅笔和水制作燃料电池 186
第6章将光和热转化为电能 187
探索无化学反应的物理电池
6-1 将太阳光转化为电能的电池 188
太阳能电池、光生伏打效应、太阳能发电、硒太阳能电池
6-2 太阳能电池分类 190
硅系、化合物系、有机系
6-3 太阳能电池不可或缺的材料 192
半导体、n型半导体、p型半导体、空穴
6-4 最普遍的太阳能电池 194
耗尽层、反射防止膜、铝电极
6-5 下一代强有力的太阳能电池 196
色素增感型太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、钙钛矿
6-6 从热中提取电力的电池 198
泽贝克效应、热电池、热电转换元件
6-7 从核能中制造电力 200
核能电池、放射性物质、钚
6-8 不发生化学反应就能储存电力的蓄电装置① 202
电容器、介电极化、双电层、双电层电容器
6-9 不发生化学反应就能储存电力的蓄电装置② 204
阳离子、阴离子 实践活动 自制莱顿瓶（电容器） 206
第7章电池世界 207
处于变化之中的日本电力能源
7-1 可再生能源的电力储存与二次电池 208
化石燃料、稳定供应、电力储存
7-2 将二氧化碳排放量降至零 210
碳中和、1.5℃、温室气体
7-3 改变日本能源结构的电动汽车 212
电动汽车、零排放电源、能源结构
7-4 发电厂虚拟化 214
虚拟电厂、物联网技术、聚合商
7-5 解决可再生能源问题的负瓦特交易 216
需求响应、电价型需求响应、激励型需求响应（负瓦特交易）
7-6 锂离子电池的回收 218
回收、精炼废弃物、再利用
实践活动 尝试在阳台上安装太阳能发电系统 220

中村信子，日本科技普及作家。自幼即对科学有着浓厚兴趣，亲身经历了通过革新而实现无汞干电池的研发过程。在化学工程专业中，专攻金属回收领域，并以“从魔法电池中回收有价金属”为论文题目进行创作。