电化学专业生产实习报告

郑州轻工业学院

校 外 实 习 报 告

实习名称： 电化学生产实习 姓 名： XXXX

院 （系）： 材料与化学工程学院 专业班级： 电化学08-1 学 号： XX 指导教师： XX XXX XXX

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 录

第一章 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 电镀部分 .......................................................................... 14

一、工厂概况 ....................................................................................... 14 二、车间及生产线 ............................................................................... 15 三、工艺控制及参数控制 ................................................................... 18 四、其他配套设施 ............................................................................... 19

第三章 实习感受 .......................................................................... 22 第四章 致谢 .................................................................................. 30 参考文献 .......................................................................................... 31

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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

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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

铅锑合金/铅钙合金 浇铸板栅 整修板栅 正极铅膏 铅锭 合格铅粉 负极铅膏 涂板 正极板栅 负极板栅 极板化成 干燥 固化 压板 淋酸 干燥 熟极板 裁板 确定单体正负极板数 压极群 单体实行紧装配入电池壳 单体成型 包隔膜 焊接极群 全自动极板短路试验机检全自动反极试验机检测 穿壁焊机实现单体串联 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 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。

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 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

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DMC-Ⅱ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

XJB—900C 全自动极板穿壁焊机--南京中观机械电子有限公司 XLZ—900C 全自动穿避焊点无损检测仪--南京中观机械电子有限公司 XCB—900CY 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 XGS—900TMS 全自动数控定量灌液机--南京中观机械电子有限公司 XYT—900TM 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。

Pb—Sb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Pb—Sb合金也有不足之处，具体是耐腐蚀性能差、电阻率比纯Pb高。 Pb—Ca合金与Pb—Sb合金相比较，优点是：电阻较小。其电阻率约为22*10-6

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Ωcm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Pb—Sb合金组成的蓄电池（约200~250mV），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。Pb—Ca合金的缺点是：第一，Pb—Ca合金不适合于做深放蓄电池正极板栅材料，使用Pb—Ca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，Pb—Ca合金强度不及Pb—Sb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。 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？

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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=1.40±0.005 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？

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4PbO?PbSO4生

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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？

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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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；

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3PbO·PbSO4·H2O温度高于80℃时有利于4Pb0·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？

固化干燥效果检测：

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温度（℃） 30 42 42 50 60 70 85 85 85 70 55 45 相对湿度（%） 97 97 97 90 75 55 5 0 0 0 0 0 时间（h） 4 1 24 1 1 1 1 1 20 1 30 30 电化学校外实习报告 电化学08级1班 学号xx 姓名 XX

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？

表1-2槽式化成制度

序号 1 2 3 4 电流I／（A） 时间t／（h） 2 1 5.3 10 3.6 5.5 2.3 5.5 表1-3电池化成制度

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 电流(A) 10 0 15 0 -15 0 15 0 12 0 9 时间 2h 5min 6h 2min 0.5h 1min 6h 12min 2h 10min 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4~5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。

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？

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jub.html