汽车电池.doc

一、汽车电瓶种类镍镉电池（Ni-Cd） 电压：1.2V 使用寿命为：500次 放电温度为：-20度60度 充电温度为：0度45度 备注：耐过充能力较强。镍氢电池（Ni-MH） 电压：1.2V 使用寿命为：1000次 放电温度为：-10度45度 充电温度为：10度45度 备注：目前最高容量是2100mAh左右。 锂离子电池（Li-lon） 电压：3.6V 使用寿命为：500次 放电温度为：-20度60度 充电温度为：0度45度 备注：重量比镍氢电池轻30%40%，容量高出镍氢电池60%以上。但是不耐过充，如果过充会造成温度过高而破坏结构=爆炸。锂聚合物电池（Li-polymer） 电压：3.7V 使用寿命为：500次 放电温度为：-20度60度 充电温度为：0度45度 备注：锂电的改良型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种形状，比锂电池稳定。铅酸电池（Sealed） 电压：2V 使用寿命为：200300次 放电温度为：0度45度 充电温度为：0度45度 备注：就是一般车用电瓶（它是以6个2V串联成12V的），免加水的电池使用寿命长达10年，但体积和最量是最大的。二、汽车电瓶组成镍镉电池: 镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。放电反应式：负极反应： Cd+2OH-Cd(OH)2+2e-正极反应： 2e-+NiO2+2H2ONi(OH)2+2OH-总反应： Cd+NiO2+2H2OCd(OH)2+Ni(OH)2充电反应式：正极反应：Ni(OH)2+2OH- 2e-+NiO2+2H2O负极反应：Cd(OH)2+2e- Cd+2OH-总反应：Cd(OH)2+Ni(OH)2Cd+NiO2+2H2O镍氢电池：电解质：主要为KOH作电解液（电解质7moL/LKOH+15g/LLiOH）充电时：正极反应：Ni(OH)2+ OH- NiOOH + H2O + e-负极反应：M + H2O + e- MH + OH-总反应：M + Ni(OH)2 MH + NiOOH放电时：正极：NiOOH + H2O + e- Ni(OH)2+ OH-负极：MH + OH- M + H2O + e-总反应：MH + NiOOH M + Ni(OH)2以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。锂离子电池: 钢壳/铝壳/圆柱/软包装系列：（1）正极活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电集流体使用厚度10-20微米的电解铝箔。（2）隔膜一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。（3）负极活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。（4）有机电解液溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。（5）电池外壳分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。锂聚合物电池: 锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和锂聚合物电池(PLIB)两类。其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，负极采用锂碳层间化合物LixC6，典型的电池体系为：(-) C | LiPF6EC+DEC | LiCoO2 (+)正极反应：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi+xe-负极反应：6C+xLi+xe-=LixC6电池总反应：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6锂聚合物电池的原理与液态锂相同，主要区别是电解液与液态锂不同。电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的锂聚合物电池是说在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在所开发的锂聚合物电池系统中，高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物，电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质，或是有机电解液，一般锂离子技术使用液体或胶体电解液，因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分，这就增加了重量，另外也限制了尺寸的灵活性。铅酸电池：是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。(阳极) (电解液) (阴极) PbO2 + 2H2SO4 + Pb - PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) (过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) PbO2 中Pb的化合价降低，被还原，负电荷流动；海绵状铅中Pb的化合价升高，正电荷流动。(阳极) (电解液) (阴极) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 - PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) （必须在通电条件下） (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 第一个硫酸铅中铅的化合价升高，被氧化，正电荷流入正极；第二个硫酸铅中铅的化合价降低，被还原，负电荷流入负极。注：充电中的化学变化 由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。 三、汽车电瓶生产工艺镍镉电池:镍氢电池：配粉（包括正极活性物质和负极活性物质）极片制作【包括正极负极片，工序有涂覆、烘干（干法制片不需要）、碾压、裁切、称重，正极片还需要点焊极耳及用绝缘胶布包极耳】卷绕入壳（之前需要准备好尺寸合适的隔膜）滚槽加注电解液加密封圈点焊电池盖封口电池活化容量分选锂离子电池: 原材料 原材料检验 原材料预处理 配料 配料检验 真空感应熔炼 快冷铸锭 半成品检验 热处理 粗碎 制粉 筛分 后处理真空或充氮气包装 成品检验 产品A：冶炼：1) 工艺要求材料供应商提供材质单，QC部门还要进行测试，其成份和杂质含量满足工艺要求的办理入库备用。2) 原料预处理主要是清除原材料表面的污染物和氧化层，确保原材料的洁净。3) 配料要根据不同情况按规定指标补足某些易挥发元素如稀土、锰的烧损。4) 真空感应熔炼要在0.1Pa的真空度下充入氩气，在1300高温下将各成份金属熔化成合金，快冷铸锭，以获得晶粒细化、组织均匀的合金。B：半成品：半成品检验有三方面内容：1) 外观：合金外观应具金属光泽，无明显氧化变色，合金组织结构应均匀致密，无疏松和杂质；2) 化学成分：合金化学成份应与设计成份相符；3) 电化学容量：应满足企业标准要求，否则不能下转。C：热处理：采用真空热处理炉，抽真空后再充入氩气保护。热处理工艺主要使产品均质化和稳定化（消除内应力），保证合金平坦的平台压力，良好的均一性和良好的循环寿命特性。重点保证温度及真空度，做氧含量测定。D：合金粗碎、制粉和包装全过程均在氩气保护下全封闭进行，确保合金的含氧量很低。成品检验有四方面内容：1) 外观：表面无变色氧化现象，无结块现象；2) 物理性能、粒度分布、松装比符合企业标准；3) 化学特性：合金粉的成份和杂质含量、合金的PCT曲线符合企业标准；4) 电化学性能：合金的电化学容量、充放电特性、循环寿命、大电流脉冲放电特性和温度特性。产品内包装为尼龙复合塑料袋抽真空双层包装，整箱再充氮气塑料袋包装，外箱：纸箱。锂聚合物电池: 极片的制备基本上与液体锂离子电池的工艺过程相似，但是集流体不同，分别为Al网（正极）和Cu网（负极），同时黏合剂的种类和数量也有所不同，也是厂家保密的地方。通过热辊，将增塑的聚合物PVDF HFP进行熔融，然后夹在电极之间，成为一个组件。然后将组件放在有机溶剂中，把增塑剂（例如邻苯二甲酸二丁酯）浸泡出来。再把组件包在有层的塑料袋中，减压加热，然后注入电解液，形成凝胶。其中最主要的工艺为：电极材料的预处理与电极浆料搅拌工艺；电极制膜及分切工艺；单体电池（Bicel）的组装工艺；电池的化成工艺。铅酸电池：铅粉制造、板栅铸造、极板制造、极板化成、装配电池铅粉制造设备：铸粒机或切段机、铅粉机及运输储存系统；板栅铸造设备：熔铅炉、铸板机及各种模具；极板制造设备：和膏机、涂片机、表面干燥、固化干燥系统等；极板化成设备：充放电机；水冷化成及环保设备；装配电池设备：汽车蓄电池、摩托车蓄电池、大中小型密封阀控铅酸蓄电池装配线电池检测设备：各种电池性能检测。铅酸蓄电池主要由电池槽、电池盖、正负极板、稀硫酸电解液、隔板及附件构成。工艺制造简述如下：铅粉制造：将1#电解铅用专用设备铅粉机通过氧化筛选制成符合要求的铅粉。板栅铸造：将铅锑合金、铅钙合金或其他合金铅通常用重力铸造的方式铸造成符合要求的不同类型各种板板栅。极板制造：用铅粉和稀硫酸及添加剂混合后涂抹于板栅表面再进行干燥固化即是生极板。极板化成：正、负极板在直流电的作用下与稀硫酸的通过氧化还原反应生产氧化铅，再通过清洗、干燥即是可用于电池装配所用正负极板。装配电池：将不同型号不同片数极板根据不同的需要组装成各种不同类型的蓄电池。注：各单位因工艺条件不同可选择不同的流程。板栅铸造简介第一步：根据电池类型确定合金铅型号放入铅炉内加热熔化，达到工艺要求后将铅液铸入金属模具内，冷却后出模经过修整码放。第二步：修整后的板栅经过一定的时效后即可转入下道工序。板栅主要控制参数：板栅质量；板栅厚度；板栅完整程度；板栅几何尺寸等；铅粉制造简介第一步：将化验合格的电解铅经过铸造或其他方法加工成一定尺寸的铅球或铅段；第二步：将铅球或铅段放入铅粉机内，铅球或铅段经过氧化生成氧化铅；第三步：将铅粉放入指定的容器或储粉仓，经过2-3天时效，化验合格后即可使用。铅粉主要控制参数:氧化度；视密度；吸水量；颗粒度等；极板制造简介第一步：将化验合格的铅粉、稀硫酸、添加剂用专用设备和制成铅膏；第二步：将铅膏用涂片机或手工填涂到板栅上；第三步：将填涂后的极板进行固化、干燥，即得到生极板。生极板主要控制参数:铅膏配方；视密度；含酸量；投膏量；厚度；游离铅含量；水份含量等。装配工艺简介蓄电池装配对汽车蓄电池和密封阀控铅酸蓄电池有较大的区别，密封阀控铅酸蓄电池要求紧装配一般用AGM隔板,而汽车蓄电池一般用PE、PVC或橡胶隔板。装配过程简述如下：第一步：将化验合格的极板按工艺要求装入焊接工具内；第二步：铸焊或手工焊接的极群组放入清洁的电池槽；第三步：汽车蓄电池需经过穿壁焊和热封后即可,而密封阀控铅酸蓄电池若采用ABS电池槽需用专用粘合剂粘接。电池