前言

自1859年普兰特（G. Plante）发明铅酸蓄电池开始，铅酸蓄电池作为最古老的化学电源，经久不衰。被广泛用于汽车、船舶、摩托车、坦克、拖拉机、柴油机等作为起动电源，电信移动、发电厂、计算机系统及自动化控制系统等作为备用电源，太阳能、风能等独立发电系统作为储能电源，潜艇、电动自行车、电动三轮车、电动汽车、电动叉车及高尔夫车等作为动力电源。

21世纪初（2009年），美国进行了“下一代电池与电动车”项目的研发，投入巨资用于电池及其材料的开发与生产，特别关注新型铅酸电池的研发。将其中具有“铅炭”电极（Lead-Carbon Electrode）的铅酸电池以及超级电池（Ultra Battery）摆在显著位置。

铅炭电池作为新一代的铅酸蓄电池，在保持传统电池安全可靠、性能稳定、价格低廉、回收利用率高和技术工艺路线成熟的基础上，通过添加不同炭品种和不同量的炭添加剂，可以大大提高电池在高倍率部分荷电状态下的循环寿命，通过使用不同类型的新型炭板栅，充分地提高铅炭电池的比能量，使铅酸电池的各项性能指标得以完善，能够满足新一代动力电池和储能电池的需要。

近年来，由于温室效应和全球变暖的影响，很多国家都选择通过专门立法来严格限制CO 2 的排放，同时，由于石油燃料费用不断上涨，全球面临着严重的能源危机。持续增长的汽车市场在2009年后突然萎缩，电动汽车的生产使得人们开始越来越注重混合动力电动汽车及纯电动汽车这种“绿色”产业。可以对传统的点火、起动、照明（SLI）铅酸电池安装一个起停系统，这就要求电池有极高的充电接受能力与较高的比能量，而且，在“微混”、“中混”乃及“全混”电动车的使用中，起停电池需要具备能在部分荷电工况下使用和能接受车辆刹车功回用等功能。从这一基本要求出发，起停电池要比传统的SLI电池有更多更高的要求需要满足：比如在高倍率充/放电模式下要求充电时间短，放电电流大，要尽量避免负极由于硫酸盐化而引起的容量早衰与寿命缩短，要有高的动态充电接受等。传统铅酸电池不论是深循环使用还是用在电动汽车上，电池负极上很快就会蓄积PbSO 4 而使电池失效。而新一代铅炭电池可以用作汽车的起停电池，可以肯定的是：铅酸电池性能正在稳定提高，许多新设计都能满足需要最优化挑战的现代使用要求，对新一代先进铅酸电池的进一步研究，将仍然保证铅酸电池是最畅销的化学电源。

本书共分4章，第1章导论，主要综述了发展铅炭电池的必要性和重要性；第2章炭与碳，主要从碳的结构和性能出发，论述炭的添加剂对铅酸电池的影响及炭材料的检测技术；第3章铅炭电池，重点论述炭添加剂对铅酸电池正负极性能的影响以及铅炭电池在高倍率部分荷电模式下循环使用的基本过程，同时，也对新型的炭板栅技术做了有益的探讨，综述了当前铅炭电池的发展前沿；第4章起停电池，铅炭电池主要用作微混车的起停电池，比较了阀控式、富液式和铅炭电池用作汽车起停电池的优缺点，同时，探讨了铅炭电池的作用机理，列举了起停电池的实途运行情况，并对中国的起停电池现状做了概述。另外，附录提供了电动汽车用高能胶体铅炭动力电池的使用维护保养手册。

本书由陈红雨教授构思并提供原始文献，主要包括世界最新的研究成果，如2014年欧洲铅蓄电池会议（14 ELBC）和2014年国际铅酸电池会议（9 ICLAB）资料等，李中奇教授执笔，张全春总工核校。全书由马国正副教授统一修改和定稿。此书的出版得到了化学工业出版社的大力支持，在文字和图表整理过程中得到了龙群英硕士的帮助，再次深表感谢。

限于编者的水平，书中难免存在疏漏及欠妥之处，希望读者批评指正，以便再版时得以更正。

编者
2015年3月