电化学实习报告

郑州轻工业学院郑州轻工业学院 校校 外外 实实 习习 报报 告告 实习名称 电化学生产实习 姓 名 秦静静 院 系 材料与化学工程学院 专业班级 电化学 09 01 学 号 43 指导教师 张勇 宋延华 张林森 实习单位 河南超威电源有限公司 新乡亚洲金属循环利用有限公司 河南科隆集团 新太行 新能源 新乡环宇集团 新乡比得力集团 实习成绩 实习时间 2012 年 10 月 15 日至 2012 年 11 月 04 日 前前 言言 俗语有云 学以致用 死读书不如无书 对于现在讲究实际价值的社会体 现尤其深刻 在课堂上 我们学习了很多理论知识 但是如果我们不能把知识 应用在实际生产中 那就没有了意义 实习就是要我们把课堂上所学的理论知 识在实际生产过程中找到它的位置 于是学校领导组织我们进行两周的校外电 化学生产实习 2012 年 10 月 16 日至 2012 年 10 月 20 日 我们去河南超威电源有限公司 实习 本公司成立于 2004 年 主导产品为电动车用免维护铅酸蓄电池 公司 自成立以来规模不断壮大 二期扩建工程位于廖屯村南占地 400 亩 投资 4 亿 元 正月初六也已全面投入生产 所生产的 超威 蓄电池已成为行业领导品 牌 公司始终把保护环境 呵护健康做为首要工作来抓 公司环境绿树成萌 花草连片 饮食搭配合理 营养均衡 环保巨资投入 设备先进 员工福利充 足 劳保足量 职工权益得到最大保障 超威人以 心存巅峰志 打造第一品 为己任 致力于成为动力电池和储能电池全球第一大供应商 其宗旨和使命是 倡导绿色能源 完美人类生活 超威以忠诚 责任 结果 奉献为核心价值观 2012 年 10 月 21 日至 2012 年 10 月 27 日 我们转车到达新乡 进行锂电 氢镍 铬镍 电镀等的学习 在老师的带领下 我们依次参观了新乡市亚洲金 属循环利用有限公司 新乡太行电源股份有限公司 新乡科隆集团有限公司 河南环宇集团 河南比得力高新能源科技有限公司 新乡市亚洲金属循环有限公司是一家以收购各种废旧电瓶 铅粉 铅渣等 为主要原料的绿色环保企业 并长期大量销售 PP 聚丙烯 ABS PVC 等废旧电 瓶外壳塑料 使我们了解了原料回收的整个工艺流程和回收设备的先进 而河 南新太行电源有限公司始建于 1956 年 公司拥有 12 条各类蓄电池生产线 其 中有 3 条贯彻国家军用标准生产线 年生产能力达 2 亿安时 公司下属军品分 公司 民品分公司 锂电分公司 铅酸分公司等 4 个子公司及 10 个分厂 专业 生产各类蓄电池及专用设备 主要产品分为 镉镍 氢镍 锌银 铁镍 阀控 式密封铅酸蓄电池 锂离子电池 充电器及碱性蓄电池专用设备共八大系列 500 多个品种 接着到了新乡科隆集团有限公司 其于 2001 年正式上马高性 能球型氢氧化镍 当年 12 月 该项目一次性试车成功 很快便达到国际先 进水平 并成为全国最大的镍氢电池核心正极材料的研发和生产基地 电源 检测实验室 达到国际级检测实验室水平 年生产能力达到10000 吨 科 隆成为高端电池松下 三洋 GP 汤浅的首席材料供应商 该项目已经被列 入国家 863 重点支持计划 已经稳定地占领了 中国和全球的高端电池市 场 河南环宇集团是中国二次电池产业的开拓者 以河南环宇集团有限公 司为母公司 由多家独立的产业公司组建而成 是中国二次电池行业唯一具 备从电池原材料生产到电池制造完整产业链的企业集团 环宇集团具有强劲 的锂离子动力电池 镍基电池 铅酸电池和电池材料的研发和制造能力 其 中 以电动车辆 储能系统和电动工具等市场为应用领域的磷酸铁锂锂离子 电池和烧结镍基电池 最后我们参观了比 得力高新能源科技有限公司 比得 力公司业成为国内技术最为先进的动力锂离子电池的生产企业之一 成立于 2006 10 是一家专业从事动力锂离子电池研发 生产 销售的高新科技公司 目前总投资已经达到 3000 万人民币 比得力公司已形成年产 3000 万只圆柱型 锂离子电池的能力 产品规格 20 多种 覆盖圆柱锂离子电池 动力锂离子电池 聚合物锂离子电池等 目目 录录 第一章第一章 化学电源部分化学电源部分 1 1 一 铅酸电池 1 二 镉镍电池 5 三 锂离子电池 7 第二章第二章 电镀部分电镀部分 9 9 第三章第三章 实习感受实习感受 1010 第四章第四章 致谢致谢 1111 参考文献参考文献 1212 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 1 第一章 化学电源部分 一 铅酸电池 1 实习厂生产的铅酸电池按其用途属于哪一类 这类铅酸电池在性能上有什么 特点 答 实习厂总共有两类 一类是电动车专用牵引铅酸蓄电池 特点是启动方 便 噪声小 无废气排放 对周围环境无污染 维护费用低 另一类是启动用 的铅酸蓄电池 这类电池能够瞬间大电流放电 启动时电流通常为 150 500A 而且能够在低温下使用 2 实习厂铅酸电池的生产工艺流程图 答 河南超威电源有限公司铅酸电池的成产工艺流程图如下所示 1 1 铅酸电池的生产工艺流程图 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 2 铅锭合格铅粉 铅锑合金 正极铅膏 负极铅膏 浇铸板 栅 正极板栅 负极板栅 整修板 栅 涂板 淋酸 压板固化 干燥 极板 化成 干燥 熟极板 分板定正负极 板数 包隔膜焊接极 群 压极群 单体成型单体紧装入电池壳跨桥焊单体串联短路测试 贴标签进行气密性检测热封胶封盖 处理正负极 柱 成品装箱 3 实习厂铅酸电池生产所用的主要设备类型 答 磨粉车间 熔铅炉 切块机 球磨机 板栅铸造车间 铸板机 机涂车间 集粉仓 和膏机 涂板机 干燥窑 固化室 分板车间 分片机 刷耳机 装配车间 电脑全自动铸焊机机和半自动铸焊机 短路测试仪 量杯 式智能加酸机 定量真空灌胶机 全自动清洗机 低压动力柜 4 铅酸电池板栅的作用是什么 对板栅有什么样的要求 答 板栅是极板的骨架 它主要有两个作用 一是活性物质的载体 二是 传导电流使电流充分分布均匀 对板栅的要求 要有一定的机械强度 耐腐蚀 良好的浇铸性能 5 实习厂铅酸电池板栅使用的是什么类型的合金 该类型的合金有什么优点和 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 3 缺点 答 铅锑合金和铅钙合金 铅锑合金做板栅的优点 在一定锑含量范围内 随其含量增加 板栅机械 强度高 抗张强度及硬度都比纯铅好 合金熔点较低 熔化温度不必很高 故 加热时氧化的很少 合金的流动性好 有利于浇注成型 膨胀系数比较小 与 活性物质有较好的结合力 有利于提高电池的深放电能力和循环寿命 缺点是耐腐蚀性能差 电阻率比纯铅高 铅钙合金优点 电阻较小 析氢超电势高 没有锑的溶出和迁移 缺点 第一 不适合做深放电蓄电池的正极板栅材料 容易发生早起容量 损失 第二 钙活性高易氧化 钙含量不易控制 较难获得组分稳定的合金 第三 铅钙合金强度不及铅锑合金 6 实习厂板栅浇铸后搁置多长时间才供下一步工序使用 为什么需要搁置一段 时间 答 超威厂板栅浇铸后搁置 6 至 7 天 目的是进行时效处理和消除材 料的内应力 以防涂板时板栅由于柔软而变形 7 如何从外观上区分铅酸电池正 负极板栅 答 一般情况下正极板栅呈微黄色 负极呈银灰色 正极板栅比负极要厚 板栅上标注着 正 或 负 符号 8 如何控制板栅的质量 答 板栅的制作配方如下表格所示 只要严格按照标准操作就能够控制 板栅的质量 表 1 2 参数 正极板栅负极板栅 合金 PbCaSnAlPbCa 速度12 13 片 分14 15 片 分 熔铅炉温度490 530 度 铅勺温度510 550 度 定模温度120 160 度 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 4 动模温度130 170 度 硬化期防止七天后使用 不超过三个月 堆放50 片 叠用彩条布盖住 确保板栅表面无尘 表 1 3 板栅工艺参数 工艺标准 型号 6 106 126 14 正极 44 3 6944 3 7244 3 73 外形尺寸 0 5mm 负极 44 3 7044 3 7344 3 74 正极 2 42 42 4 边框厚度 0 1mm 负极 1 61 61 6 极耳宽度 0 2mm正负极 4 5 正极 2 1 极耳厚度 0 1mm 负极 1 45 极耳长度 0 5正极 10 正极 141151 5149 大片重量 2g 负极 110114111 正极 109 8 1 8120 6 1 8118 8 1 8 连片无挂件重量 g 负极 87 3 1 891 8 1 891 8 1 8 正极 12 2 0 713 4 0 813 2 0 8 小片极差重量 g 负极 9 7 0 710 2 0 710 2 0 7 板栅外观可能出现的问题 1 边框 极耳收缩凹陷 2 小片极耳平整度 3 正板栅气孔 4 负板栅气孔 5 板栅变形 6 糊筋 7 盲格 8 负极板栅内部空 9 小片极耳边框毛刺 10 极耳平整度 11 切边不均匀 12 油污 9 实习厂生产铅粉使用的是什么设备 简单解释其工作原理 答 使用设备 岛津式铅粉机 工作原理 将小铅块送入球磨机中 在转筒内的铅球受到离心力作用 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 5 随筒一道回转 带至一定高度又在重力作用下 下落并撞击筒内的铅球 随筒体回转 使筒内铅球相互摩擦 铅球机转动的机械能转换成热能 在 摩擦力作用下 金属表面晶粒发生位移 在具有一定湿度的高温空气作用 下 铅表面氧化 同时放热 因氧化铅与纯铅性质不同 在摩擦 冲击作 用下从铅表面脱落 并进一步被磨细 得到所需的铅粉 10 实习厂正 负极铅膏的组成是什么 为什么需要在铅膏中加入短纤维 答 正极板用的铅膏是由铅粉 硫酸 短纤维和水组成的 负极用的铅膏 是由铅粉 硫酸 短纤维 水和负极添加剂组成 短纤维起到的是作用 有黏合作用 提高活性物质间的结合力 使得铅膏 与板栅有很好的结合力从而达到固化的目的 11 负极铅膏用添加剂有哪些 其作用分别是什么 答 负极铅膏配方 硫酸钡 腐植酸 乙炔黑 木素磺酸钠 1 2 酸 超 细硫酸钡 硫酸钡作用 无机膨胀剂 在负极活性物质中加入高分散的同晶硫酸钡或 硫酸锶 放电时可以做为硫酸铅的结晶中心 硫酸铅可以在硫酸钡上析出 而 无需形成硫酸铅的结晶中心 这样就不会产生由于要形成晶核而必须的过饱和 度 这带来两点好处 首先浓差过电势降低 其次在低过饱和度条件下所形成 的硫酸铅层压实程度小于高过饱和度下所形成的硫酸铅层 这有利于硫酸的扩 散 有利于电极的深度放电 硫酸钡是惰性的 不参加电极的氧化还原过程 它高度分散于活性物质之中 使放电时生成的 PbSO4 不是覆盖在金属铅上形成 致密连续的钝化层 而是保持电极物质的发达的比表面积 充电时防止收缩 乙炔黑 增加负极活性物质的分散性 增加晶粒之间导电性 腐植酸 木素磺酸钠 挪威产 高纯腐植酸和木素磺酸钠同为有机膨胀 剂与无机膨胀剂联合使用 可抑制负极铅膏在固化干燥过程中的收缩和消失 有利于活性物质获得具有合适孔隙率 稳定的结构体 1 2 酸 1 2 酸是防氧化剂作用 作为有机添加剂 减小负极钝化趋势 12 实习厂和膏时怎样控制温度 为什么要控制温度 答 铅膏在和制过程中 加酸后 5 分钟内温度不得超过 65 其余时间温 度不得超过 60 否则应检查降温措施是否正常 加强通风和水降温方式 并 控制加酸的量还有速度 使铅膏出膏时温度不得超过 45 否则应延长搅拌时 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 6 间 还有控制加酸的量还有速度 和膏时进行的都是放热放应 和膏时温度上升 高温有利于 4PbO PbSO4 生 成 较低温度有利于 3PbO PbSO4 生成 4PbO PbSO4 的存在可以提高电池的寿 命 而 3PbO PbSO4 的存在可以提高电池的容量 因此要控制温度 13 铅酸电池正 负极涂板后淋酸和压板的目的是什么 答 淋酸是将 1 10 1 15 的硫酸喷淋到涂好的极板表面 形成一薄层硫酸 铅 防止干燥后出现裂纹 也有防止极板密排时相互粘连的作用 为了使酸膏 和板栅接触紧密 具有一定的强度 需要压板工序将极板压实 压力不可太大 太大会降低活性物质的孔率 这是压板工序的作用 14 实习铅酸电池厂固化 和干燥 的工艺参数是什么 固化的作用是什么 答 固化的工艺参数有相对湿度 温度和时间 表 1 4 固化和干燥的工艺参数 阶段 温度 湿度 时间 h 固化 干 燥 0 1 循环风 机转速 水雾 化 开 1 关 0 蒸汽 雾化 开 1 关 0 参数 组 水分 145991020111 245981020111 34598200201118 11 448951025111 5489550251116 10 650921030111 7509290301115 8 850856050111 9527040701112 5 10556021700021 2 1160041100002 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 7 1265011100002 1365051100002 1470011100002 1570041100002 160011100002 0 5 参数 控制参数 1 5 组 1组 2 温控 P 5 008 00 温控 I 5 008 00 湿控 D 00 最大输出 60 00100 00 降温温差 0 501 00 排湿湿差 2 002 00 控制参数 1 6 首段起始温度 45 首段其实湿度 99 湿度控制温差 1 0 降温排湿最低温度偏差 2 0 蒸汽加湿温度控制偏差 0 5 数据采样时间 s 300 固化的作用 1 使铅膏中残余的金属铅氧化成氧化铅 使铅含量进一步降低 2 固化过程中 铅膏继续进行碱式 PbSO4的结晶 在降低温度下生成 3PbO PbSO4 H2O 温度高于 80 时有利于 4PbO PbSO4的生成 3 通过固化使板栅表面生成氧化铅的腐蚀膜 增强板栅与活性物质的结合 4 在保证前三个过程顺利完成后 脱掉极板中剩余的水分 15 固化结束后怎样检验极板的质量 答 固化干燥效果检测 1 看极板颜色 正极板呈红褐色 负极板呈深灰色 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 8 2 在 600 处做跌落实验 若活性物质脱落严重则不合格 3 分析测定含水量 取铅膏 烘箱 称重 计算 4 氧化度的检测 化成后正极测二氧化铅的含量 80 以上合格 负极测 二氧化铅的含量 10 以下合格 二次化成标准 若白色的整块硫酸钡的面 积大于 1 3 板栅的面积则为废品 若多处出现白色硫酸钡的面积之和大于 1 3 板栅的面积 进行二次化成 若小于 1 3 板栅的面积则产品合格 二次化成同 未化成产品一并化成 但化成时间与白色硫酸钡的面积有关 即化成到合格为 止时间不定 16 什么是极板的化成 答 极板化成是活性物质制备的最后一步 就是用通入直流电的方法使正 极板上的活性发生电化学氧化 生成二氧化铅 同时在负极板上发生电化学还 原 生成海绵状铅 17 铅酸电池的化成有哪两种工艺路线 实习厂采用的是哪一种 这种工艺路 线有什么样的优点和缺点 答 两种化成工艺路线 内化成 外化成 实习时超威一厂是外化成 超威二 三厂是内化成 外化成优点 过程容易控制 化成效果好 缺点 污染环境 内化成优点 不产生废酸废雾气 活性物质不易脱落 电池均衡性好 成 本低 缺点 生产周期长 化成质量控制难度大 化成效果差 18 实习铅酸电池厂极板化成后经过什么样的处理 处理的目的是什么 答 a 内化成结束后处理方法 先测终止电压 抽酸 抽气 最后测量静止电压 测终止电压目的是判断化成是否完全 抽液 抽气目的是抽去化成结束后 电池内多余的电解液和化成过程中产生的气体 测量静止电压目的是分容 利 于相同容量的电池包装在一起 b 外化成结束后处理方法 从化成槽中取出的正极板要经过鼓泡水洗 直至水的 PH 对正极漂洗水为 4 5 为止 此步的目的是洗掉极板表面的硫酸及浮尘 另外把未氧化的铅进一 步氧化 从化成槽中取出的负极板要置于木糖醇中浸渍 此步的目的是使其表面形 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 9 成一层保护膜 这层保护膜把金属与空气机械地隔开 可以有效地阻滞氧的溶 解和溶解氧的扩外化成结束后处理方法 19 隔膜的作用是什么 实习铅酸电池厂使用的是什么类型的隔膜 这种隔膜 有什么优点 答 隔膜的作用 a 绝缘层 可以有效的防止正负电极相接触而导致内部短 路 b 半透层 这个主要存在于锂离子电池这类液体电池中 可以组织体积比 较大的分子通过而只允许小体积的带电离子通过 这样可以提高正负电极附近 的浓度差 有利于离子的扩散 从而提高电池的存储效率 超威电池厂使用的是 AGM 超细玻璃棉材料 隔膜 具有以下优点 1 循环充电能力比铅钙蓄电池高 3 倍 具有更长的使用寿命 2 在整个使用寿命周期内具有更高的电容量稳定性 3 低温性能更可靠 4 降低事故风险 减少环境污染风险 由于酸液 100 密封装 20 什么是极群 焊极群的时候配极柱的目的是什么 答 电池内部同极片按一定容量用极耳焊在一起的极板组 就是极群 配备极柱的目的 从电池正 负极引出接线柱 以便于外界用电器电路连 接 21 实习铅酸电池厂使用的是穿壁焊还是跨桥焊工艺 这种工艺的优缺点是什 么 答 超威电池厂使用的是跨桥焊工艺 优点 铅酸蓄电池内部单体跨桥焊接结构 主要由相邻两个内极柱 壳体 内隔板 密封槽 密封胶组成 其特征在于两个内极柱对接部位焊接前有缺口 壳体内隔板与跨桥焊接之间留有空隙 内极柱与密封槽之间留有空隙 壳体内 隔板与跨桥焊接之间留有空隙 既可以使胶密封牢固防止漏气 又可以防止夹 紧相邻两个内极柱时把壳体内隔板挤坏 缺点 高强度桥梁钢焊接接头的疲劳性 22 实习铅酸电池厂使用什么材质的电池壳 盖 这种电池壳盖的优缺点是什 么 答 PP 聚丙烯 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 10 优点 耐热 耐腐蚀 强度 刚度和透明性好 缺点 耐低温冲击性差 较易老化 23 实习铅酸电池厂采用什么工艺将电池壳和盖组合在一起 这种工艺有什么 优缺点 答 超威电池查过采用密封胶将电池壳和盖组合在一起 优点是 1 具有粘合力强 2 收缩率低 3 耐 热性好及耐腐性强等优点 缺点是 为了达到良好的密封效果要要保证做到以下几点否则会出现问题 1 对粘接表面进行清洗和干燥 2 改善树脂的流动性和均一性 3 精确控制胶粘剂组分配比 4 合理控制分层灌胶时间间隔和 胶层厚度 5 降低胶封现场的空气湿度 6 适当提高 固化温度 二 镉镍电池 24 烧结式镍电极的制备工艺流程 答 表 1 7 烧结式镍电极的制备 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 11 冲压机上冲孔 钢带 正负极极片 与带 孔的 镀镍 铁片 焊接 烘干 从浆料 Cd CdO CMC 拉浆 正极极片 后浸渍 NaOH 烘干 先浸渍 NiNc 正极基 板骨架 从浆料 镍粉 去离子水中 拉浆 有孔钢带镀镍钢带 负极极 片 注电解液 KOH 根据容量确定正负 极板数量并分组 出厂包装标记 化成结束倒 掉电解液 电池串联 恒流 充放电进行化成 上盖 超声熔接机密封 区分正负极 通过极板上圆孔将 正负极板连接在正 负极柱上 包隔膜 25 烧结式镍电极的优缺点 答 烧结镍电极优点 电极可以做得很薄 极板间距很小 内阻低 适合 大电流放电 且温度适用范围广 40 50 机械强度好 缺点 耗镍量大 制造工艺复杂 生产成本较高 26 实习厂湿法生产烧结式镍基体使用的主要设备有哪些 答 立式烧结炉和卧式烧结炉 保护气体设备 烘干炉 正极真空浸渍设 备 27 烧结式镍基体的微孔是怎样形成的 答 基板的成型中 将金属镍粉和发孔剂以一定的比例混合均匀 发孔剂 在烧结时 受热分解 使基板具有一定的孔率 28 烧结的目的是什么 实习厂使用怎么样的工艺 怎样防止烧结过程中镍金 属的氧化 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 12 答 经过烧结 几班中原来松散的镍粉颗粒彼此熔接在一起 使极板具有 一定的强度 而且发孔剂在烧结时 受热分解 使极板具有一定的孔率 目前 一般在液氨分解的氢气和氮气混合气氛中进行 29 什么是烧结式镍基体的浸渍 有哪两种工艺 实习厂采用的是哪一种 这 种工艺有什么优缺点 答 浸渍就是将活性物质充填到镍基板微孔中的过程 浸渍的两种工艺 化学浸渍 电化学浸渍 实习厂采用抽真空的化学浸渍方法 优点是 副反应少 原理简单 成本低 极板合格率高 缺点是 须严格控制浸渍的 pH 温度等条件 整个过程需重复数次才能使 极板内活性物质达到要求 极板腐蚀比电化学浸渍腐蚀大 且电化学活性低 30 实习厂镉镍电池采用的隔膜类型 制备的镉镍电池有哪几种类型 答 实习厂镉镍电池采用的是 PP 隔板 方形镉镍电池有镉镍烧结式方形密闭碱性蓄电池和镉镍烧结式超高倍 率碱性蓄电池两种类型 31 如何将镉镍电池的正 负极引出 答 焊接正负极集流盘 三 锂离子电池 32 实习厂锂离子电池的生产工艺流程 1 8 锂电池的工艺流程 正极活性物质 LiCo2 黏结剂 PVDF 溶剂 NMP 导电剂黏结剂 PVDF 溶剂 NMP 负极活性物质 MCMB 导电剂 负极浆料 正极浆料 涂布 正极分切 涂布 负极分切 导电基板 铜箔 导电基板 铝箔 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 13 33 实习厂锂离子电池生产所用的主要设备类型 答 前段 1 正负极行星搅拌机 2 正负极涂布机 3 正负极对辊机 4 正负极分条机 5 正负极裁片机 6 正负极超声波焊接机 7 NPM 回收装置 中段 正极短片负极短片 注液 电池壳 焊接封口 隔膜 卷绕 电池盖 成品 老化 二次封口 分选 入壳 化成 电解液 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 14 1 激光焊接机 2 卷绕机 3 储能焊机 4 滚槽机 5 注液机 6 封口机 7 预封机 8 手套箱除湿系统 后段 1 分容柜 2 测试中心设备 3 恒温房 4 高温房 5 储能焊机 6 热缩炉 7 喷码机 8 打包机 9 干燥系统 真空系统 10 配电系统 34 实习厂锂离子电池所用的正 负极活性物质分别是什么 这些正负极材料 有什么优缺点 答 实习厂锂离子电池使用的正极活性物质是磷酸铁锂 优点 体积小 高能量密度 实际比容量可超过 140Ah g 0 2C 25 安全性好 不含任何对人体有害的重金属元素 寿命长 可以充放电 2000 次以 上 无记忆效应 充电性能好 价格便宜 缺点 导电性能差 真实密度低 实习厂所用负极活性物质是石墨 优点 锂在石墨中嵌入 脱嵌反应快 锂离子在石墨材料中稳定 在电池充 放电循环中 石墨负极材料体积变化小 电子导电性高 石墨在电解液中不溶 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 15 解 缺点 不可以容量低 电极电势低 不适合大电流放电 35 实习厂锂离子电池正 负极分别采用什么金属做基体 为什么正负极基体 不同 答 正极采用铝箔做基体 负极采用铜箔做基体 采用两者做基体都是因为两者导电性好 质地较软 同时表面都能形成一 层氧化物保护膜 铝箔适合做正极基体 因为正极电位高 铝箔氧化层非常致 密 可防止基体氧化 铝箔不能做负极 因为低电位下会发生 LiAL 合金化 而 铜箔氧化层较疏松 为防止其氧化 电位低些较好 同时 Li 难于 Cu 在低电位 下形成嵌锂合金 所以用铜箔做负极基体 36 实习厂锂离子电芯采用卷绕式还是叠片式结构 电池壳和盖是如何做到密 封的 答 实习厂电芯使用的是卷绕式结构 密封方法 卷好的电芯入壳 加入皮圈 用机器在筒体上刻上一道凹痕 再加入一层皮套 整形扣盖 用激光焊机将壳盖焊在一起 然后涂封口蜡 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 16 第二章 电镀部分 1 工厂有几种电镀或其他表面处理的生产线 答 工厂总体有滚镀和挂镀两大类 其中滚镀包括氰化物镀银和氰化物镀铜 两条生产线 挂镀又包括镀暗镍和镀亮镍 2 被镀元件分别进行了哪些前处理步骤 答 镀前处理有以下几个方面 1 粗糙表面的整平 包括磨光 抛光 机 械抛光和电抛光 滚光 喷砂处理等 除油 包括有机溶剂除油 化学除油及 电化学除油 2 浸蚀 包括强浸蚀 电化学浸蚀及弱浸蚀 3 活化 采用化 学或电化学方法进一步清除微观上的油污 氧化膜 钝化膜等 3 该工厂采用了何种电镀形式 这几种形式有何特点 答 镀镍有暗镍 镀亮镍 镀铜为氰化物镀铜 镀银为氰化物镀银 暗镍特点 暗镍镀液中不含光亮剂 它具有镀层结晶细致 易于抛光 韧性 好 耐腐蚀等优点 亮镍特点 根据不同光亮剂的良好配合 能够在镀液中直接获得全光亮并 具有一定整平性的镀层 不仅能够达到原来暗镍镀层经抛光后的装饰性 而且 省去了繁重的中间抛光工序 便于连续生产 提高劳动生产率和降低成本 氰化物镀铜特点 优点是分散能力和覆盖能力好 结晶细致 与基体结合 力好 镀液呈碱性有一定的去污能力 钢铁件进行电镀 电解液成分简单 易 维护等 缺点是电解液中氰化物有毒 电镀时产生的废水 废气对环境和操作 人员身体带来不利影响 污染环境 电解液的稳定性差 氰化物能分解成碳酸 盐而在镀液中沉淀 有一定的副作用 氰化物镀银特点 氰化物镀银层结晶细致 镀液分散性好 稳定性强 便 于操作和维护 采用了镀暗镍 5 镀液搅拌采用了哪种技术 答 机械搅拌装置主要采用移动阴极杆的方式 分为水平移动和垂直移动 还有压缩空气搅拌装置 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 17 6 后处理步骤工艺条件及目的要求 答 电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能 如耐蚀性 抗变 色能力 可焊性等 其目的是为了消除电镀过程中的一些缺陷 改善镀层的理 化性能及基材的力学性能 提高镀层的抗蚀能力 寿命长 改善镀层的装饰性 能 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 18 第三章 实习感受 1 详述你收获最大的一种电池或电镀生产工艺流程 详细描述每一步工艺 作用 过程控制和检验步骤 并表明关键步骤或关键控制点 答 在本次校外生产实习过程中 我们从焦作辗转到新乡一共参观了六个 工厂 每到一处 我们都会深入到生产一线 分别了解铅酸 锂电 镉镍等电 池的生产工艺 但印象最深及收获最大的即是在河南超威电池有限公司参观的 铅酸蓄电池的生产加工 下面是它的生产流程图 图 3 1 铅酸蓄电池生产工艺流程图 铅锭合格铅粉 铅锑合金 正极铅膏 负极铅膏 浇铸板 栅 正极板栅 负极板栅 整修板 栅 涂板 淋酸 压板固化 干燥 极板 化成 干燥 熟极板 分板定正负极 板数 包隔膜焊接极 群 压极群 单体成型单体紧装入电池壳跨桥焊单体串联短路测试 贴标签进行气密性检测热封胶封盖 处理正负极 柱 成品装箱 铅酸蓄电池工艺过程概述如下 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 19 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 板栅铸造简介 板栅是活性物质的载体 也是导电的集流体 普通开口蓄电池板栅一般 用铅锑合金铸造 免维护蓄电池板栅一般用低锑合金或铅钙合金铸造 而密封 阀控铅酸蓄电池板栅一般用铅钙合金铸造 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 板栅完整程度及板栅几何尺 寸等 铅粉制造简介 铅粉制造有岛津法和巴顿法 其结果均是将 1 电解铅加工成符合蓄电池 生产工艺要求的铅粉 铅粉的主要成份是氧化铅和金属铅 铅粉的质量与所制 造的质量有非常密切的关系 在我国多用岛津法生产铅粉 而在欧美多用巴顿 法生产铅粉 岛津法生产铅粉过程简述如下 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 20 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 极板是蓄电池的核心部分 其质量直接影响着蓄电池各种性能指标 涂 膏式极板生产过程简述如下 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 电池装配主要控制参数 汇流排焊接质量和材料 密封性能 正负极性 等 化成工艺简介 极板化成和蓄电池化成是蓄电池制造的两种不同方法 可根据具体情况 选择 极板化成一般相对较容易控制成本较高且环境污染需专门治理 蓄电池 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 21 化成质量控制难度较大 一般对所生产的生极板质量要求较高 但成本相对低 一些 密封阀控铅酸蓄电池化成简述如下 第一步 将化验合格的生极板按工艺要求装入电池槽密封 第二步 将一定浓度的稀硫酸按规定数量灌入电池 第三步 经放置后按按规大小通直流电 一般化成后需进行放电检查配 组后入库准备出厂 电池化成主要控制参数 罐酸量 罐酸密度 罐酸温度 充电量和时间 等 2 根据所学知识 试对生产现场存在的问题进行初步分析 并提出改进意 见和设想 参观了河南超威电源有限公司的一厂 二厂和三厂 总体来说三厂的自动 化程度比较高 尤其是对员工身体伤害相对比较大的地方 几乎实现了机器自 动化 例如 一厂中人工叠片 人工需求量大 效率低 而且虽然员工戴着较好 的玻璃罩和防护口罩 仍多少会有些粉尘吸入 可以效仿三厂 实现机器叠片 在极板的焊接工艺中 由于铅遇热部分汽化 是最容易被人体吸入铅的 环节 一厂采用人工焊接 二厂和三厂采用机器自动化焊接 降低了对员工身 体的伤害 所以建议一厂引进先进设备 实现部分机器自动化 而且一厂极板 焊接工艺落后 部分连接化成极板的通路靠浇铸成的铅条连接 操作复杂 局 部容易出现缺陷 焊接过程容还会带入杂质 都对极板化成造成影响 可以先 将各个化成槽串联导通 再将极板插入可避免上述弊端 在一厂中 熔铅炉出来的铅液导出口 没有有效的措施来回收挥发到空气 中的铅蒸汽 使其避免进入大气 对员工的身体造成危害 污染环境 二厂在 出口处安装了抽气机 三厂实现了全自动操作 有效地防止了一厂区中出现的 问题 所以一厂可以投入些资金对设备进行更替 在生产中 员工们获得工资的方式很多是计件的 工人们在生产时更注重 速度而忽略了质量 这导致了后来有好多不合格产品的出现 这需要工厂对这 方面进行改善 3 写出整个实习过程的心得体会和学习收获 电化学校外实习报告 电化学 09 级 1 班 学号 43 姓名 秦静 静 22 为期两周的电工认识实习结束了 回首这两周 真的感觉时间过得好快 每每回忆实习的情景 许多事情还历历在目 在超威电池公司 我们十分细致 的观看了生产的每一个环节 我们对每一个生产细节都不放过 但是我们还是 努力仔细的观察 思索 记录 认真的听取了工人的讲解 看着笔记本里密密 麻麻的记录 我们感觉很开心 在参观完电池的生产工艺后 超威的闫总又给我们上了生动的一课 他简 单说了自己的工作经历 并且满怀激情的讲述了超威的发展规划和铅酸电池强 大的市场占有率 让我对铅酸电池行业 对超威的发展充满信心 在科隆总部 我们举行了一场学习交流会 在会上 我们见到了我们的师 兄和师姐们 他们