15级《化学电源工艺》期末试卷A+参考答案及评分标准

湖北工程学院新技术湖北工程学院新技术学院学院 20201 17 7 - - 20201 18 8 学年度第学年度第一一学期期末考核试卷学期期末考核试卷 课程名称： 化学电源工艺 类 型： 考考查查 形 式： 闭卷闭卷 学生所在院系： 生生物物化化学学系系 班 级： 5153004441 试 卷： A 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 （注意：答题内容不要书写到装订线内、并请保持卷面整洁。 ） （ ）1、下列有关化学电源（电池） 、物理电源的叙述中，错误的是： （A）所有化学电源都不一定都有氧化反应； （B）化学电源和物理电源都是能量转换器； （C）化学电源工作时常有成流反应发生； （D）化学电源一定是指蓄电池或二次电池。 （ ）2、常用锌锰干、铅酸、镍氢或者镍镉及锂离子单个电池的开路电压通常分别为： （A）1.5V、3.2V、2.0V 和 3.7 或 3.2V； （B）1.5V、2.0V、1.2V 和 3.7 或 3.2V； （C）1.5V、2.0V、2.5V 和 3.7 或 3.2V； （D）1.5V、1.5V、2.5V 和 3.7 或 3.2V。 （ ）3、充电态的镍镉电池常用的正极活性物质、负极活性材料的化学式分别是： （A）Ni(OH)2和 Cd(OH)2； （B）NiOOH 和 CdO； （C）NiOOH 和 Cd； （D）Ni(OH)2和 Cd。 （ ）4、燃料电池是 21 世纪最新型的化学电源之一，其构成与一般电池相同，其核心部件包括： （A）正极催化剂（电极） ； （B）负极催化剂（电极） ； （C）质子交换膜（隔膜） ； （D）上述三者都是。 （ ）5、下列有关镍氢、镍镉碱性电池的描述或者说明中，完全正确的是： （A）镍氢、镍镉电池所用的正极材料都为氢氧化镍活性物质； （B）镍氢、镍镉电池所用的负极材料分别为 H2气体和氧化镍或氢氧化镍； （C）镍氢、镍镉电池所用的电解液都为 KOH 的有机溶液或水溶液； （D）镍氢、镍镉电池所用的正极和负极集流体分别为泡沫镍和泡沫铜。 （ ）6、下列有关锂离子电池的正极构造（结构）描述或者说明中，错误的是： （A）锂离子电池所用的正极活性物质通常为钴酸锂、三元材料或者锰酸锂等； （B）锂离子电池正极由活性物质、导电剂、粘接剂、集流体及极耳等组成； （C）锂离子电池正极导电剂通常为石墨、或炭黑、或石墨烯、或金属锂粉； （D）锂离子电池正极导电剂通常为 Super-P，添加剂为碳纳米管等。 （ ）7、下列有关化学电源（如锂离子电池、镍氢或镍镉电池）生产制造的叙述正确的是： （A）锂离子电池生产工艺要求和镍氢或镍镉电池的生产工艺要求基本相同； （B）锂离子电池生产对环境的要求比镍氢或镍镉电池的生产对要求更高些； （C） 锂离子/镍氢镍镉电池的车间按顺序可以分为： 制片/涂布/拉浆/装配/化成/包装/老化； （D） 锂离子/镍氢镍镉电池的车间按顺序可以分为： 制片/涂布/拉浆/装配/化成/包装/分容。 （ ）8、下列有关锂离子电池工艺流程（工序）的描述中，不准确的是： （A）硬包锂离子电池有滚槽工序； （B）软包锂离子电池有上夹具工序； （C）硬包锂离子电池电芯都必须烘干； （D）软包锂离子电池工序更为简单。 得分 阅卷人 一、一、选择选择题题（每小题（每小题 2 分，共分，共 30 分）分） 班 级： 姓 名： 学 号： 密封线 命题教师 院系负责人 【第 1 页 共 4 页】 （ ）9、锂离子电池、镍氢或镍镉电池的生产过程中，如果少加了导电剂或电解液用量不足，则： （A）一定使生产的电池内阻增加，容量降低 ； （B）一定使生产电池容量降低也可能使电池容量增加； （C）一定使电池容量增加、内阻降低或升高； （D）一定对生产电池产品性能无明显影响。 （ ）10、如果某电池的标称容量为 10Ah，分别用 6 分钟、2 小时、4 小时和 100 小时将电池电量放完 或者充满电，则下列有关电池充放电的说法正确的是： （A）充放电倍率依次升高，称为大电流放电； （B）充放电倍率依次降低，一次称为低倍率、高倍率充放电； （C）充放电电流依次降低，分别为 100A(10C)、5A(0.2C)、2.5A(0.25C)和 0.1A(0.1C)。 （D）充放电倍率分别为 10C、2C、4C 和 100C （ ）11、电池在充电过程中， 发热的主要原因有如下的： （A）电能转变为热能、接触电阻、内阻发热、微短路、充电电流大； （B）电能内阻高、内部发热，化学能转化为热能； （C）充电电流小、电池内部短路、电能转变为化学能； （D）电池内部电压过高、电解液浓度高、充电电流小、电池自放电。 （ ）12、生产电池的过程中，影响电池内阻大小的主要因素有： （A）活性物质的导电性、导电剂用量、粘接剂用量、电解液用量； （B）电极的紧密程度、极耳的牢固程度、电解液浓度、电池内部气体量； （C）活性物质的纯度、混料均匀程度、导电剂粒度、粘接剂性能； （D）上述所有因素都会对电池内阻产生一定程度的影响。 （ ）13、常用锂离子电池、镍氢或者镍镉电池的正、负极集流体分别为： （A）锂离子：泡沫镍和不锈钢网，镍氢或镍镉：泡沫镍和泡沫铜； （B）锂离子：泡沫铜和泡沫镍，镍氢或镍镉：泡沫镍和不锈钢网； （C）锂离子：铜箔和铝箔，镍氢或镍镉：铜箔和铝箔； （D）锂离子：铝箔和铜箔，镍氢或镍镉：泡沫镍和不锈钢网。 （ ）14、下述有关湖北宇电公司软包锂离子电池生产工艺流程描述中，内容或次序有误的工序是： （A） “混料”工序包含：制胶料、混粉料； （B） “自动制片”包括：分条、切片、电焊极耳、粘胶带； （C） “注液”包括：扩口、注液、抽气、预封； （D） “二封由” ：打孔、抽真空、二次封口、去气囊等构成。 （ ）15、锂离子电池设计必须进行安全设计，生产的锂离子电池安全检测的常用方法有： （A）穿刺、火烧、锤击； （B）穿刺、冲击、跌落； （C）锤击、火烧、泡水； （D）振动、穿刺、碾压。 1、软、硬包装锂离子电池第一步工序称为“混料”或“制浆”，该工序最重要的控制参数是控制浆料 的（1） ；该参数可以通过调节制备浆料所用的（2） 的用量来控制、调节。 2、所有粉末电极电池制造工艺工程中，正负极活性物质浆料被涂覆到集流体上的工序，对锂离子电池 而言该工序称之为（3） ；镍氢镍镉电池而言则该工序则称为（4） 。 3、 镍氢或镍镉电池正极 “成流反应”电化学反应化学式为 （5） 。 4、注液工序注入电解液量过多，直接增加电池制造的（6） ，还可能缩短电池的使用寿命。 得分 二二、填空填空题题（每（每空空 1 分，共分，共 15 分）分） 【第 2 页 共 4 页】 5、二次电池工艺中， “分容”则是通过测定一定充放电机制下电池的放电时间的长短，从而达到对电池 按照容量大小（7） 的目的。 6、软包锂离子电池通常预留“气囊”，留“气囊”是为了收集（8） 、 ， 减小电池内阻。 去掉“气囊”后电池更加平整、 美观， 增强电池的 （9） 、 。 7、一般化学电源与物理电源的区别主要体现在两个方面：第一能量转换形式，第二（10） 。 8、将制备好的浆料经过涂布或者上浆工序附着在集流体之后，需要经过温度和时间的都设定好的设备 即（11） 烘干，再经过（12） 碾压就得到较大的极片。 9、化学电源制造的最后一道工序为（13） ，该工序使得电池受到保护的同时，也使得电池 看起来美观、漂亮、使用方便，同时也能起到广告效果。 10、电池生产工艺各个工序中，一般认为（14） 保密性最强，因为： （15） 。 1、开路电压： 。 2、充电效率： 。 3、一次电池： 。 4、内 阻： 。 5、 集 流 体： 。 。 。 得分 三三、解释名词，解释名词，并请并请各举一例各举一例（每小题（每小题 3 分，共分，共 15 分）分） 【第 3 页 共 4 页】 1、简述：化学电源由哪几个主要部分组成、各个部分的作用。 2、正极极片由哪几个部分构成？并说明：各个部分的作用。 3、电池设计过程中，确定电解液的浓度及用量的原则是什么？简述理由。 1、NMP： 6、正极： 2、Charge Curves： 7、工作电压： 3、Discharge Rate： 8、内压： 4、Li-ion Battery： 9、放电： 5、PVDf： 10、充电容量： 用简洁文字或方框图,简单、明确、完整地介绍：软包锂离子电池生产工艺。 （要求：开始、中间、结尾等三个生产阶段的最重要的工序，总体要完整。） 得分 四四、简答题简答题（每小题（每小题 5 分，共分，共 15 分）分） 得分 五五、指出下列缩写的中文意义或中文概念的英文表达指出下列缩写的中文意义或中文概念的英文表达 （每小题（每小题 1.5 分，共分，共 15 分）分） 得分 六六、综合题综合题（本本小题小题 10 分）分） 【第 4 页 共 4 页】 一、选择题一、选择题（每小题（每小题 2 分，共分，共 30 分）分） 15：DBCDA 610：CBDAC 1115：ADDBB 二二、填空填空题题（每小题（每小题 1 分，共分，共 15 分）分） 1、 （1） 粘度 （2） 溶剂 ； 2、 （3） 涂布 （4） 上（拉）浆 ； 3、 （5） Ni(OH)2NiOOH+e- ； 4、 （6） （原料、制造）成本 ； 5、 （7） 分级 ； 6、 （8） 残留气体、产生气体、多于电解液 ； （9） 机械强度、减小内阻 ； 7、 （10） 有无(电)化学反应 ； 8、 （11） 烘干（干燥）炉（箱） ， （12） 对辊（滚）机 ； 9、 （13） 包装 ； 10、 （14） 电极（活性物质）配方 ， （15） 电极（活性物质）配方决定电池主要性能及尺寸等 。 三三、名词解释名词解释、并、并举一例举一例（每小题（每小题 3 分，共分，共 15 分）分） 1、开路开路电压电压：是指电池在非工作状态下即电路中无电流过时电池正负极之间电势差(2)；如锂离子电池 开路电压一般为 3.6 或 3.7V，锌锰干电池开路电压为 1.5V(1)。 2、充电充电效率效率：是指在一定的充电条件下充电至完成，转换为化学能的电量与实际消耗的电量之比，充电 效率都小于 100%(2)；如一般锂离子电池充电效率为 7595%，(1)。 3、一次电池、一次电池：一次电池是普通的干电池或不能充电的电池，也就是只能使用放电一次、不可以反复充 放电的电池(2)。如锌锰干电池、扣式锌空气电池等(1)。 4、内阻、内阻：内阻是指电池在工作时， 电流流过电池内部所受到的阻力或电阻(2)；如一般干电池内阻较高、 锂离子电池及液体电解液电池内阻较低(1)。 5、集流体集流体：电池极片制造过程中所用的金属网、金属箔材、泡沫金属或者金属片等，用于支撑电极活 性物质、并收集电化学反应电子的材料称之为集流体(2)； 如锂离子电池正负极集流体分别为 Al箔和Cu箔、镍氢电池正负极集流体分别为泡沫镍和不锈钢网（1例）(1) 。 四四、简答题简答题（每小题（每小题 5 分，共分，共 15 分）分） 1、解答解答 化学电源由：正极、负极、电解液、隔膜和电池壳（2） 。正负极主要发生电化学(氧化还原)反 应，即成流反应（1） ；电解液起导电作用、隔膜阻隔电子传导、允许离子传导（1） ；电池壳起容器作 用，有时候电池壳为电池负极活性物质（如锌锰干电池的 Zn 电池壳） （1） 。 2、解答解答 电池正极片主要有正极活性物质、导电剂、粘接剂、集流体、极耳等构成（2） ；正极活性物质 发生电化学反应即成流反应（1） ；导电剂其导电作用；粘接剂起到（将正极活性物质、导电剂等粘接 在一起并粘接到集流体上的）粘接作用（1） ；集流体起到支撑及收集电流的作用（提供电化学反应场 所） ；极耳起到使得电池正极片与外部电路连接的作用（1） 。 3、解答解答 电解液的浓度、用量要根据选定的电池系列特性以及结合设计电池的使用条件（如工作电流、 工作稳定性等）确定，或者根据经验数据选定（2） 。通常情况下，达到最佳工作性能的电解液用量为 宜（1） 。电解液多，不一定就能增加电池工作性能，甚至影响电池工作性能，且增加生产成本（1） ； 电解液少，会使得电池电极及隔膜不能湿透，增加电池内阻，影响电池正常工作（1） 。 五五、指出下列指出下列英文英文的中文意义或者的中文意义或者中文中文的英文表述的英文表述（每小题（每小题 1.5 分，共分，共 15 分）分） 1、NMP N-甲基吡咯烷酮 6、正极 Positive electrode 2、Charge Curves 充电曲线 7、工作电压 Working Voltage 3、Discharge Rate 放电速（倍）率 8、内压 Inner Pressure 4、Li-ion B