电化学生产实习报告.doc

郑州某某某学院郑州某某某学院 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： 某某某 院 （系）： 材料与化学工程学院 专业班级： 电化学 08-1 学 号： 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 指导教师： 某某 某某某 某某某 实习单位： 河南金马蓄电池有限公司 河南科隆集团 河南环宇电源股份有限公司 实习成绩： 实习时间：2011 年 10 月 10 日至 2011 年 10 月 30 日 目目 录录 第一章第一章 化学电源部分化学电源部分1 一、铅酸电池.1 二、氢镍、镉镍电池.10 三、锂离子电池.12 第二章第二章 电镀部分电镀部分14 一、工厂概况.14 二、车间及生产线.14 三、工艺控制及参数控制.17 四、其他配套设施.18 第三章第三章 实习感受实习感受21 第四章第四章 致谢致谢29 参考文献参考文献30 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 0 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？ 河南金马蓄电池厂生产的铅酸电池按其用途属于起动用铅酸蓄电池和牵引 型铅酸电池。起动用铅酸电池除了供内燃机点火外，主要通过驱动启动电机来 驱动内燃机，起动时电流通常为 150-500 安，而且要求能够在低温时使用。为 各种汽车、拖拉机、火车及船用内燃机配套。 起动用干荷电式铅酸蓄电池的性能特点： 1、干式荷电，注酸后 20 分钟即可用于车辆起动，使用方便。 2、薄型高强度板栅和优质低电阻率隔板，起动功率大，冷起动性能好，起 动电流可达 4 倍率以上。 3、高利用率活性物质、特种负极添加剂和高轻度轻质外壳，比能量高，使 用安全可靠。 4、低锑合金板栅和军用高纯度原材料，减少电池自放电，有效降低电解液 中水的损失，达到少维护的效果。 5、板栅合金中配有特制阻晶剂，减缓板栅腐蚀，延长电池使用寿命。 6、主要用途：适用于各种汽车，拖拉机及其他内燃机的起动、点火和照明。 起动用富液式铅酸蓄电池的性能： 1、高倍率起动放电性能好。一般放电率在 6 倍率以上，有的达到 10 倍率。 2、使用温度范围宽。采用先进的生产工艺、特种铅膏配方和电解液配方， 严格控制生产中各环节质量因素，保证低温性能好，充电接受能力强，耐高温 性能优良。 3、独特的壳体结构。独特的蓄电池内部设计，气循环结构设计使电池具有 倾倒不漏酸，透气性好防酸雾逸出，防爆等性能。 4、电池的自放电小，免维护性能好。采用优质高纯 Pb-Ca 合金等材料，减 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 1 铅锭合格铅粉 浇铸板栅 涂板 负极板栅 正极板栅 负极铅膏 淋酸 整修板栅铅锑合金/铅钙合金 正极铅膏 压板固化干燥极板化成 熟极板干燥裁板确定单体正负极板数压极群 焊接极群单体成型包隔膜单体实行紧装配入电池壳 全自动极板短路试验机检测穿壁焊机实现单体串联 成品装箱处理正负极柱 全自动电脑打码机全自动气密性试验机检测全自动热封机上盖 全自动反极试验机检测 小了电池在使用水损失，寿命期内无需补充电解液。 5、贮存性能好。高纯度的原辅材料、先进的生产工艺及质量控制手段，使 产品的自放电率极低，电池荷电常温贮存一年后仍能正常启动车辆。 牵引型铅酸电池的性能特点： 牵引型铅酸蓄电池有容量较大、可长时间放电、循环寿命长、可深充深放 等特点。用于各种蓄电池车、叉车、铲车、矿用电机车等。要求此类电池深充 放、自放电率低，用于矿井时要防爆。 2、实习厂铅酸电池的生产工艺流程图。 图 1-1 铅酸蓄电池的生产工艺流程图 3、实习厂铅酸电池生产所用的主要设备类型。 XZ-QL-3 熔铅炉-江苏三环实业有限公司 XZ-QDS-1 铅锭输送机-江苏三环实业有限公司 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 2 XZ-AKK-I 切铅块机-江苏三环实业股份有限公司 铅粉提升机-江苏三环实业有限公司 DMC-集粉器-江苏三环实业有限公司 SH-1000 和膏机-重庆江陵机械厂 YG-ST500 双面涂板机-重庆江陵机械厂 ZQG-1 全自动蒸汽干燥机-重庆江陵机械厂 FB06-3 全自动分板机-河北蓄电池有限公司设备厂 ZX-8 铸板机远风重庆江陵仪器厂 铅粉机控制柜-太原汾西机器厂 极板连续干燥机-江苏三环实业股份有限公司 XJB900C 全自动极板穿壁焊机-南京中观机械电子有限公司 XLZ900C 全自动穿避焊点无损检测仪-南京中观机械电子有限公司 XCB900CY 全自动电脑短路高压试验机-南京中观机械电子有限公司 XQD全自动电脑热封机-南京中观机械电子有限公司 XCM-900C 全自动电脑气密性试验机-南京中观机械电子有限公司 XGS900TMS 全自动数控定量灌液机-南京中观机械电子有限公司 XYT900TM 12 头全自动液面调整机-南京中观机械电子有限公司 XDM-900Q 全自动打码机-南京中观机械电子有限公司 4、铅酸电池板栅的作用是什么？对板栅有什么样的要求？ 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 电流和使电流分布均匀。铅酸蓄电池中的板栅要有一定的机械强度，才能顺利 的加工成极板，才能保证电池有一定的容量和寿命。板栅还要耐腐蚀，这是提 高电池寿命的关键问题。为了大规模的生产板栅，铅合金有良好的浇铸性能也 是十分必要的。 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 缺点？ 铅锑合金和铅钙合金。 PbSb 合金做板栅有如下优点：在一定的 Sb 含量范围内随 Sb 含量的加大， 其机械强度高，抗张强度该及硬度都比纯 Pb 好，合金熔较低，熔化温度不必很 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 3 高，故加热时氧化的少；合金的流动性好，故容易浇铸成型，膨胀系数比较小； 但是 PbSb 合金也有不足之处，具体是耐腐蚀性能差、电阻率比纯 Pb 高。 PbCa 合金与 PbSb 合金相比较，优点是：电阻较小。其电阻率约为 22*10- 6 cm 接近于纯 Pb；析氢超电势高。用该合金组成的蓄电池，水的分解电压高 于 PbSb 合金组成的蓄电池（约 200250mV） ，所以水的分解少，具有较好的 免维护性；没有 Sb 的溶出和迁移。PbCa 合金的缺点是：第一，PbCa 合金 不适合于做深放蓄电池正极板栅材料，使用 PbCa 合金的 Pb 上档次易发生早 期容量损失；第二，Ca 活性高易氧化，在高温浇铸时易烧损，Ca 含量不易控 制，较难获得组分稳定的合金；第三，PbCa 合金强度不及 PbSb 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？ 在一定的温度湿度环境下存放三到四天，搁置的目的是使板栅进行时效硬 化，使板栅变的既坚硬有有韧性，以防涂板时板栅由于柔软而产生变形。 7、如何从外观上区分铅酸电池正、负极板栅？ 正极板栅化成后的熟极板上因含有氧化铅而成红褐色，负极板栅极耳上有 小凹槽，呈月牙状，因含有铅而成灰黑色 8、实习厂生产铅粉使用的是什么设备？简单解释其工作原理。 XZ-QDS-1 铅锭输送机； XZ-QC-3 熔铅炉； XZ-QKK-1 切铅块机； XZ-QKS-1 铅块提升机； 岛津式铅粉机。 工作原理是将铅锭融化在按照要求铸成铅条并切成小铅块再将小铅块放入 球磨机中，当球磨机工作时，在转筒内的铅球由于受到离心力的作用随筒一起 旋转，带至一定的高度又在重力作用下下落并撞击筒内的铅块随着 筒体回转使 筒内铅球相互摩擦；铅粉机转动的机械能转化成热能；在摩擦力作用下金属表 面的晶粒发生位移；在具有一定湿度的高温空气作用下，铅的表面特别是发生 位移的晶面边缘更容易受到空气中的氧氧化。又由于铅的氧化物和纯铅的性质 不同，在摩擦冲击作用下从铅的表面脱落并进一步被磨细，得到所需要的铅粉。 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 4 9、从哪几个参数来检验铅粉的质量？ 铅粉的氧化度、视密度、吸水率等参数可以检验铅粉的质量 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？ 正极铅膏配方：铅粉（1.30-1.5g/cm3 PbO=73-80% ） ，短纤维（3-5mm） ，配 方水（净化水） ，配方酸（d=1.400.005 g/cm3 , 25） ，调整水（净化水） 。 负极铅膏配方：硫酸钡（过 60 目筛） ，腐植酸（蓄电池用） ，乙炔黑（乙炔 炭黑） ，木素磺酸钠（挪威产） ，1,2 酸（无结块） ，超细硫酸钡。 短纤维起到的是黏合作用，有效的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？ 负极铅膏配方：硫酸钡（过 60 目筛） ，腐植酸（蓄电池用） ，乙炔黑（乙炔 炭黑） ，木素磺酸钠（挪威产） ，1,2 酸（无结块） ，超细硫酸钡。 超细硫酸钡，硫酸钡（过 60 目筛）：硫酸钡作用是无机膨胀剂。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（乙炔炭黑）：增加负极活性物质的分散性，增加晶粒之间导电性 。 腐植酸（蓄电池用） ，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（无结块）：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？ 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 5 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 4PbOPbSO4 生成，较低温度有利于 3PbOPbSO4 生成。4PbOPbSO4 的存在可以提高电池 的寿命，而 3PbOPbSO4 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？ 淋酸是将密度 1.10-1.15 的硫酸喷淋到涂好的极板表面上，形成一薄膜 PbSO4，防止干燥后出现裂纹，也有防止极板密排时相互黏连的作用。手工操 作时也有将刚涂好的极板进入上述密度的硫酸溶液片刻。以达到同样的目的， 这称之为浸酸。淋酸后为了使铅膏和板栅紧密接触，具有一定的强度，需要一 定的压力压实。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？ 表 1-1 固化和干燥的工艺参数 工序温度（）相对湿度（%）时间（h） 130974 242971 3429724 450901 560751 670551 78551 88501 985020 107001 1155030 1245030 固化作用： 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； 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 6 2、在固化过程中，铅膏继续进行碱式 PbSO4的结晶，在较低温度下生成 3PbOPbSO4H2O 温度高于 80时有利于 4Pb0PbSO4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； 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？ 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） 。 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） 。 5） 、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） 。 实习厂主要是通过称重来检验固化的质量。 16、什么是极板的化成？ 极板的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 板上的活性物质发生电化学氧化，生成 PbO2 生，同时在负极板上发生电化 学还原，生成海绵状铅。这个过程称为化成。 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？ 金马蓄电池厂的铅酸电池的化成主要有电池内化成和槽化成（外化成）两 种。 电池内化成优点：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。 电池内化缺点：生产周期长，化成质量控制难度大，化成效果差。 外化成优点：过程易于控制，化成效果好。 外化成缺点：污染环境。 18、实习铅酸电池厂极板的化成制度是什么？ 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 7 表 1-2 槽式化成制度 序号1234 电流 I（A）25.33.62.3 时间 t（h）1105.55.5 表 1-3 电池化成制度 序号1234567891011 电流(A)100150-1501501209 时间2h5mi n 6h2mi n 0.5h1mi n 6h12m in 2h10m in 5h 19、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？ 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 45 为止。从化成槽中取出的负极板要置于木糖醇中浸渍。 正极鼓泡浸水的目的是洗掉极板表面的硫酸及浮尘，另外把没氧化的铅进 一步氧化。负极在木糖醇中浸渍的目的是使其表面形成一层保护膜，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散，从而 减轻铅的氧化。 20、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？ 电池的隔膜主要起到两个作用： 1、绝缘层, 可以有效的防止正负电极相接触而导致内部短路 2、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. 实习使铅酸蓄电池厂使用的聚丙烯纤维（PP） 、微孔聚乙烯（PE）及聚氯 乙烯（PVC）隔膜 聚丙烯纤维隔板的优点：聚丙烯隔板具有耐腐蚀、耐酸碱、较软、耐冲击、 耐高温、膨胀系数小的优点。 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 8 聚乙烯隔板的优点：聚乙烯隔板具有优良的耐低温性能，化学稳定性好， 能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸） ，电绝缘性能优良。 聚氯乙烯隔板的优点: 聚氯乙烯隔板在实际使用中经常加入稳定剂、润滑 剂、辅助加工剂等使其具有不易燃性，高强度，耐气候变化以及优良的几何稳 定性。同时它对氧化剂、还原剂和强酸具有很强的抵抗力。 21、什么是极群？焊极群的时候配极柱的目的是什么？ 在制造平板铅酸电池时，多片极板被正负极相错安放，极板间用隔膜隔开 所用的正极板被焊接在一个铅合金汇集条上，所有的负极板被焊在另一个铅合 金汇集条上，这样就制成一个极板集群。 极柱目的是集流。 22、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？ 河南金马蓄电池有限公司使用的是穿壁焊工艺。 穿壁焊工艺具有自动化水平高、故障率低、维护方便、动作可靠、运行稳 定、抗干扰能力强、控制精度高，启动后无需人工操作、大大的降低了废品率 等优点，经批量生产效果良好，且这种焊法不需要别的物质，减轻了电池的重 量，但是在焊接过程中会由于供电的稳定性影响穿壁焊的质量，压力的波动性 会影响穿壁焊的一致性，最终造成开焊、虚焊、密封不良等问题。 23、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？ 用的是聚丙烯树脂。 优点：是通用树脂中最轻的一种，机械性能良好，耐热性能良好，最适合 热封，在无外力条件下 150 度不变形，化学稳定性好，耐酸、碱和有机溶剂与 大多数化学药品（如发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿等）不 发生作用，且几乎不吸水。 缺点：易老化，低温时变脆，低温冲击强度差。 24、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？ 实习厂采用全自动电脑热封机将电池壳和盖组合在一起。 优点：不用添加新塑料，故过程简单，实现自动化生产简便容易，生产效 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 9 率高，节能；热封技术易掌握，接合面焊缝挺直、平整、美观、且质量稳定。 缺点：热封后的材质耐冲击性能差，塑料加热时会放出一定有害气体。热 封压力过低，可能造成热封不牢；压力过高，可能使粘流态的部分有效链段被 挤出，造成絷封部位半切断状态，导致拉丝。 二、氢镍、镉镍电池 25、烧结式镍电极的制备工艺流程。 图 1-2 烧结式镍电极的制备工艺流程图 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 26、烧结式镍电极的优缺点。 烧结式电极克服了有极板电极不能大电流放电的缺点。这种电极可以做得 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 10 很薄，极间距很小，所以内阻降低，比较适合大电流放电，且温度适应范围广 （-40-+50） 、机械强度好，但是耗镍量大、制造工艺复杂、生产成本高。 27、实习厂湿法生产烧结式镍基体使用的主要设备有哪些？ 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。 28、烧结式镍基体的微孔是怎样形成的？ 干法制造基板时，将金属镍粉和发孔剂以一定比例混合均匀，根据设计用 量用模板或辊压形成生极板，发孔剂一般为碳酸氢钠在高温下可分解，因而在 基板上形成一定形状的空隙； 湿法制造基板时，分为和浆、刮浆和烘干。和浆是将镍粉与羧基纤维素钠 水溶液混合均匀，制成镍浆，加入消泡剂，提高孔隙率还加入一定量草酸铵、 碳酸镍等造孔剂。在经过刮浆、烘干后造孔剂分解在基板上形成空隙。 29、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？ 烧结的目的是使基板中原来松散的镍粉颗粒彼此熔接在一起，使基板具有 一定的强度，而且发孔剂在烧结时受热分解，使基板具有一定的孔率。烧结是 为了造比表面积大的集流体，加大集流体和活性物质的接触面积，分散电流， 加大电池的倍率性能。 工艺：压制成型的基板一般采用卧式烧结炉进行烧结。将基板放入烧结舟 中，一层碳板，一层基板叠放，在最上面的碳板压上一层铁板，防止烧结变形。 在烧结炉内经预热、冷却、烧结三阶段。预热阶段使造孔剂分解挥发，并使基 板内外达到一定的温度，一边烧结均匀。烧结阶段，使镍粉颗粒连接部分熔接， 提高基板导电性和强度。冷却阶段使基板由高温冷却到室温，冷却速率应缓慢， 保证使基板收缩时不出现龟裂，保证基板柔软性好。 在惰性气体或还原性气体中进行烧结可以防止镍的氧化。目前一般在液氨 分解的氢气和氮气混合气氛中进行。 30、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？ 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 11 烧结式镍基体的浸渍就是将活性物质填充到镍基板微孔中的过程。浸渍方 法有化学浸渍和电化学浸渍。 实习厂采用的是抽真空的化学浸渍方法。 化学浸渍的优点：副反应少、原理简单、成本低、极板合格率高。 缺点：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。极板腐蚀比电化学腐蚀大。电化学活性低。 31、实习厂镉镍电池采用的隔膜类型？制备的方形镉镍电池有哪两种类型？ 实习厂镉镍电池采用的是 PP-PE 混合 FS2226 型隔膜、尼龙布。 方形镉镍电池有镉镍烧结式方行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。 三、锂离子电池 32、实习厂锂离子电池的生产工艺流程。 图 1-3 锂离子电池的生产工艺流程图 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 12 导电剂 电池盖 导电基体 （铜箔） 负极活性物 质石墨 黏结剂导电剂黏结剂 正极浆料 正极极片 正极分切 涂布 负极浆料 涂布 负极分切 负极极片 电解液 隔膜 电池壳 成品 老化 分选 二次封口 化成 注液 焊接封口 入壳 卷绕 导电基体 （铝箔） 正极活性物 质磷酸铁锂 33、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。 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。 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 13 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 解。 缺点：不可以容量低，电极电势低，不适合大电流放电。 34、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？ 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。 35、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？ 实习厂电芯使用的是卷绕式结构。 卷好的电芯入壳，极耳与上盖焊接，整形扣盖，用激光焊机将壳盖焊在一 起，然后涂封口蜡。 第二章 电镀部分 一、工厂概况 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 14 1、工厂有几种电镀或其他表面处理的生产线。 工厂有 3 条电镀生产线，分别为镀镍生产线、氰化物镀银生产线和氰化物 镀铜生产线 2、工厂安全保卫规程和劳动保护措施。 （1） 新建、改建或扩建的电镀生产线及其配套工程，应按照国家有关法 律、法规进行安全预评价，其生产设备的设计应符合 GB 5083 的要求，相关的 安全设施应按设计要求与主体工程同时建成。且应尽量采用清洁生产工艺，并 使生产过程达到机械化、连续化、密闭化。 （2） 对使用易燃易爆类危险化学品的工作场所，其建筑物应符合 GB 50016 的要求，生产所需的电气设备与电力装置应符合 GB 50058 的要求。 （3）电镀生产线及其配套工程的生产作业场所应按 GB 2894 的要求设置 安全标志，建（构）筑物及设备的安全色应符合 GB 2893 的要求。 （4） 根据安全预评价过程进行的职业危害辨识，电镀生产线及其配套工 程存在严重职业危害的作业岗位应按 GBZ 158 的要求设置醒目的警示标识和中 文警示标志。 （5） 电镀生产企业应根据使用危险化学品的性质，GBZ 2.1 确定为 、级毒物的特性和使用、储存量来确定危险源或重大危险源。 （6） 针对存在的重大危险源，应制定相应的应急预案，配备应急救援人 员和必要的救援器材、设备及药品，并定期组织演练。 （7） 电镀（包括化学镀）生产企业应制定生产所涉及镀种的安全操作程 序（指导书） 。电气安全操作规程应符合 GB/T13869 的要求，且应公布明示。 （8）使用剧毒化学品的电镀生产企业应依据国家法令、法规，结合本单位 实际情况制定相应的剧毒品管理、运输及使用、贮存的安全操作规程。 （9） 危险化学品贮存条件应符合 GB 15603 以及 GB 17914、GB 17915、GB 17916 的要求。 （10）电镀生产线所有废液应进行处理，在符合 GB 8978 的要求后才能排 放；污水处理产生的各类污泥都应由有资质的专业机构回收或处理。所有排放 的废气应符合 GB 16297 的要求。 （11） 电镀生产岗位的操作人员应配备相应的劳保防护用品，并定期发放 到位。劳保防护用品按照 GB/T11651 选择，其中的防毒口罩或防毒呼吸面具的 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 15 选择、使用与维护宜符合 GB/T18664 要求。 （12）在工作现场应设置强制通风装置，并定时抽风换气，空气中有害物 质的限值应符合 GBZ2.1、GBZ2.2 的要求。 （13） 电镀生产场所应配备应急喷淋装置，以便操作人员被溅到槽液及时 冲洗；在有剧毒品使用的场所，应配备消毒设施和消毒溶液。 （14） 电镀工件吊挂应规范、牢固。严防工件掉落电镀生产槽中；严防工 件入槽时两极相碰而造成打火灼烧；严防工件、设备短路引起整流器损毁。 （15） 电镀生产现场不应大量存放化学药品、原材料等。按操作班次少量 存放的化学药品应由专人负责管理。 （16） 电镀生产作业场所应设置警示标记，严禁在操作现场饮食和吸烟。 （17）在化学镀镍操作中，操作者应穿戴耐热耐酸耐碱手套；化学镀镍的 废槽液应有集中处理措施。 （18）在化学镀铜操作中，采用银盐活化工艺的，银盐活化液的储存容器 不能封闭太严，以防爆炸。 （19） 在有使用水合肼的槽液操作中，因其易挥发、有毒，应加强通风， 防止槽液接触皮肤。 （20）采用手工操作时，镀件入槽要轻，出槽要慢，要防止槽液飞溅伤人。 （21）操作人员应穿戴好防护用品再进入电镀操作岗位。在有毒气体可能 逸出的场所，所有电镀操作人员应穿戴防护工作服、胶靴、手套；溶液配置或 调整、运输和使用酸碱溶液等场所，操作人员应戴长胶裙、护目镜和乳胶手套； 在设备维护时，清洗阳极板时应戴耐酸耐碱手套，并防止极板的金属毛刺和碎 片刺伤皮肤。所穿戴的防护用品不应穿离工作场所。 （22） 操作人员暂时离开电镀生产岗位时，应充分洗涤手部、面部、漱口、 更衣；特别是接触氰化等剧毒品的，应进行消毒处理；每班生产结束之后，应 沐浴更衣。 （23） 操作人员有外伤时，伤口应包扎后才能进行工作。伤口未愈的人员， 不应进行接触氰化物、铬酸等剧毒品的操作。 二、车间及生产线 3、被镀元件分别进行了哪些前处理步骤。 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 16 包括电解抛光，除油（化学除油和电化学除油）酸洗，碱洗，水洗，硫酸 活化等。 4、该工厂有哪几种镀种，分别采用了何种工艺。 该厂有镀镍、镀铜、镀银。 镀镍有暗镍、镀亮镍、化学镀镍；镀铜为氰化物镀铜；镀银为氰化物镀银。 5、工厂镀镍工艺属于哪种镀镍？ 暗镍和亮镍。 6、镀液搅拌采用了哪种技术？。 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。 7、滚镀和挂镀在溶液及工艺上有何不同？ 挂镀与滚镀主要区别在于电镀设备、工件装夹上，实习厂电解液相同。 挂镀是工件装夹在挂具上，滚镀是工件装入滚筒中，挂镀适宜大零件，每 挂数量少，镀层厚度 10 微米以上的工艺，滚镀适宜小零件，每筒数量多，镀层 薄 10 微米以下。滚镀主要是那些对工件不是特别讲究色泽、亮度不是要求很 高的工艺品等进行电镀，挂镀则是对色泽要求很高，电镀后的产品亮度好，漂 亮，一般用于軿高的工艺品，衣服饰件等。 8、简述电泳涂装的工艺原理和优点。 电泳涂装就是将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳） ，另设一 与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂 料均匀的涂在被涂物上的一种涂装技术。电泳涂装必须使用电泳漆，通常又称 为水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释。 原理：电泳涂装一般包括四个同时进行的过程： 1、电泳在直流电作用下，正负带电胶粒向负正方向运动； 2、电解电极上分别进行氧化还原反应； 3、电沉积由于电泳作用，移至阳极附近的带电胶粒再摸板表面放电， 而呈不容状态沉淀析出，此时漆膜形成； 4、电渗在电场作用下，固相不动而液相移动，电渗作用使漆膜内所含 水份逐渐被排除涂抹外，最后形成几乎连电流也通不过、含水率极低、电阻相 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 17 当高的致密漆膜。 优点：电泳涂装施工速度快，可实现机械化和自动化连续作业，减轻劳动 强度，漆膜均匀，附着力强，对一般方法不易涂到或涂不好的部位都能获得均 匀平整光滑的漆膜，涂料利用率高达 90-95，由于电用涂料是以水作为溶剂 的，具有不燃性，无毒，操作方便等优点。电泳后经烘干的漆膜具有优良的附 着力，防锈耐腐蚀性能均优于普通的施工方法。 三、工艺控制及参数控制 9、生产过程中镀液温度如何控制。 1、加热方式。a槽外蒸汽加热，这种加热法传热率低、能耗大。b槽内 蛇管加热，常用铅或钛管形成，铅管只能用低压蒸汽，传热慢，最好用钛管， 但价格比铅管贵。c槽内电器加热，它使用灵活，直接插入镀液至工作温度即 可取出待用。电加热管有碳钢、不锈钢和钛管三种，最后用钛电加热管，它经 久耐用，安全系数大； 2、冷却方式。镀槽的冷却降温设置是不可或缺的。一般应根据镀槽所用加 热方式而定。如果槽外加热，可在该镀槽与套槽之间的隔层的下部某处通一冷 水管，并在对面的上部适当位置开一出水口。操作时必须将蒸汽阀关闭后打开 冷水阀，以自来水冷却控制。如果槽内蛇管加热，可在该蛇管的进蒸汽阀前面 即镀槽方向接一个三通进冷水，使之加热与冷却两用。如要槽内电器加热，应 当另外用钛制蛇管位于镀槽内壁作为专用冷却降温设置，以自来水进行控制镀 液温度的升高。 10、镀层质量检测有哪些方法？ 根据镀层的成分不同，检验的项目也会不同，主要检验的关键点也不同， 一般都按以下项目进行检验： 1、外观检验：一般外观检验不合格的，无需再进行其他项目检验。应当是 结晶细致，略带淡黄色的银白色。不应有烧焦、裂纹、起泡、脱皮、暗斑、麻 点及条纹等缺陷，不应有未镀上的地方。 2、镀层厚度检验：有计时液流法、溶解法、显微镜法、磁性测量法、涡流 测量法、阳极溶解法、吸引力测厚法、电容法、温差电势法等等方法。 3、孔隙率测定：湿润滤纸贴置法、浇浸法等。 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 18 4、耐蚀性测定：大气暴露试验、中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速 醋酸盐雾试验等。 5、结合力测定：弯曲试验、锉刀试验、加热试验等方法。按 GB-5270 规 格试验后，镀层与基体，镀层与底层之间结合良好，不应有任何分离。 6、镀层硬度测定：显微硬度法 四、其他配套设施 11、生产过程中有哪些污染物产生，如何处理这些污染？ 金马厂铅酸电池生产时，在板栅铸造、铅膏配制、铅零件及铅粉制造等工 序不可避免地产生多种含铅的烟、粉尘。涂板、化成及电池清洗工序会产生含 铅的酸性废水。 废水中所含铅物处理，一般采用：化学沉淀法、离子交换法、电解法、生 物法等。 该厂采用的是化学沉淀法。首先将新产生的废液进行大颗粒废渣沉降，再加氢 氧化钠调节酸碱性，加入 PAC、PAM 经斜板沉降去除含铅污泥，再加硫酸处 理达国标后进一步处理，排放。 在铅粉生产工序中，利用铅粉机将铅块磨成铅粉，通过负压风机把铅粉吸 进集粉器内，集粉器有滤袋和脉冲组成，从铅粉的粒子分析图中我们知道，铅 粉机出来的铅粉粒经为 0.8100 之间，且大部分在 1-10 以内。利用袋 式集粉器有很好的收集效果。为防止 1 以下的粒子外泄，24T 铅粉机在集粉器 之后配置一套滤筒除尘器，其他机型在集粉器之后增加一套 36 袋袋式除尘和一 套滤筒除尘，从而有效地防止了粉尘外泄。铅粉机的污染有效地得到治理。 在和膏过程中，铅粉和纯水及稀流酸按一定的比例进行混合。加稀酸时会 产生热量、酸雾，故此需抽风、冷却，抽风冷却时带走部分有害气体，为使有 害气体得到有效治理。在风机之前增加湿式降尘器，为了提高降尘效果，我们 在该除尘器中，增加了一级填料，在填料层之上增加了喷淋装置。 和膏后的极板经固化干燥后需化成处理，极板在化成过程中释放出有害气 体，主要成分为硫酸雾，其处理方式为物理方式和化学方式两种，为提高降尘 效率，应采取物理和化学相结合方式，这样除尘效果将会更好。主要方法是， 在产生酸雾的化成槽上方设置集气罩，利用风机的动力，将有害气体送入铬酸 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 19 处理器。从表 1 中看到硫酸雾的粒径在 112 之间，物理法处理有较好的结 果。为进一步提高除尘效率，再将气体送入酸雾喷淋净化塔。喷淋液的成分是 H2O 和 NaOH，净化反应式如下 H2SO4+（2NaOH+H2O）Na2SO4+3H2O 从以 上反应式可以看出，H2SO4和 NaOH 都易溶解于水的物质，化学反应式易于进 行，反映较彻底，因此，降尘效率高。只要合理控制好 PH 值，除尘效率将会 很好。电池化成除尘无需铬酸处理器，其余与极板化成相同处理。 极板化成干燥后，需进行分刷片处理，在该工序中，产生的粉尘量大，且 尘粒的直径大小不一 ，为确保排放达标，应进行多级治理，第一级采用重力沉 降，除去分片产生的粒径较大的部分，第二级采用脉冲袋式除尘器，除去较小 粒径的粉尘，第三级采用滤筒除尘器，除去微小粒径的粉尘，经过以上三级处 理，排出洁净的气体 经分刷片后便可进入装配工序，在装配工序中有包片、极群焊接等，包片 会产生铅尘污染，而焊接时产生的是铅烟，对于包片中产生的粉尘，应采用旋 风和布袋和相结合的除尘方式便能获理想的除尘效果。 12、通风装置的安装 通风装置的安装：使用酸雾净化塔。 净化塔的处理流程：在呈酸性或碱性 的酸雾废气，内置有新型的阶梯环填料（或球型多面空心填料） ，气-液接触比 表面积大；当废气经过分配板，将气体平均分布于多面空心球，每只呈点接触， 摆列后呈“W”路线行走，避免有偏流现象，在配合龙卷式不阻塞的喷嘴，呈 1200 喷洒，使气液混合效率 90-95，通过逆流式吸收液（中和液 H2SO4 或 NaOH 自动添加处理设备）的雾化喷淋洗涤，从而达到洁净效果，再加入中和 液，可祛除废气中有害气体。一般设有二级喷淋装置，并可根据气体浓度不同， 组成更多层的喷淋装置，而达到高效率的净化效果。 根据有害物质的特性和散发规律、工艺设备的结构及其操作特点合理的确 定排风罩的类型和安装方式，在保证生产的前提下尽可能设置成密闭排风罩， 保证在排风口有一定的风速，以最小的风量最大限度的控制和排走有害物质 13、废水、废渣的处理过程及排放标准。 图 2-1 废水的处理过程流程图 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 20 车间污水排出口 隔油沉淀池 原水调节池 PH 值一级调节 PH 值二级调节 PAC 混凝剂 斜板沉淀器 PH 回调 PH 终端检 测 砂滤池 清水池 搅拌投入 NaOH 溶液将 PH 值调到 9.510.8 之间 搅拌投入 NaOH 溶液将 PH 值调到 45 之间 计量投入 PAC，利用污泥 沉淀，改善其脱水性 通过 PAC、PAM 作用捕集不 沉物质，通过沉淀整流及备作 计量加入 H2SO4溶液将 PH 值调到 67 之间 保证达到国家标准 PH=69 含铝污泥泥饼 污泥处理 表 2-1 现有企业水污染物排放限值 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 21 14、废水处理用到了哪些仪器。 板框压滤机，沉降池，氢氧化钠储罐，电动机，摆线针轮减速机，大容器， 酸碱滴定管，Ph 检测仪。 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 22 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。 在本次校外生产实习过程中，我印象最深及收获最大的即是在河南金马蓄 电池有限公司参观的铅酸蓄电池的生产加工。首先先看一下它的生产流程图。 图 3-1 铅酸蓄电池生产工艺流程图 铅锭合格铅粉 浇铸板栅 涂板 负极板栅 正极板栅 负极铅膏 淋酸 整修板栅铅锑合金/铅钙合金 正极铅膏 压板固化干燥极板化成 熟极板干燥裁板确定单体正负极板数压极群 焊接极群单体成型包隔膜单体实行紧装配入电池壳 全自动极板短路试验机检测穿壁焊机实现单体串联 成品装箱处理正负极柱 全自动电脑打码机全自动气密性试验机检测全自动热封机上盖 全自动反极试验机检测 铅酸蓄电池制造工艺主要设备如下： （一） 、极板的制造。包括：铅粉制造、板栅铸造、极板制造、极板化成等。 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； 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 23 极板化成设备 充放电机； 水冷化成及环保设备。 （二） 、装配电池设备 汽车蓄电池、摩托车蓄电池、电动车蓄电池、大中小型阀控密封式蓄电池 装配线、电池检测设备(各种电池性能检测)。 典型铅酸蓄电池工艺过程概述 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： 电化学校外实习报告 电化学 08 级 1 班 学号 15 姓名 刘 峰 24 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： 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