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生产实习报告

中南大学化学化工学院生产实习报告

实习地点：

福建卫东新能源有限公司

实习时间：

2015-7-1至2015-7-24

学生姓名：

李玉强

学生学号：

1505120925

指导教师：

刘开宇

一、前言………………………………………………………………………………2

二、卫东新能源有限公司简介………………………………………………………2

三、镍氢动力电池简介……………………………………………………………3

3.1镍氢电池的发展历史………………………………………………………4

3.2电池分类……………………………………………………………………4

3.3电池的可靠性测试…………………………………………………………4

3.4有关电池的重要概念………………………………………………………5

四、实习内容…………………………………………………………………………9

（一）课程培训…………………………………………………………………9

4.1.1质量管理内容………………………………………………………10

4.1.2压力管理内容………………………………………………………11

（二）研发室实习………………………………………………………………13

4.2.1镍氢动力电池的生产工艺…………………………………………13

4.2.2制胶水………………………………………………………………13

4.2.3电解液配制和浓度滴定……………………………………………14

4.2.4剪极耳及清洗………………………………………………………14

4.2.5负极辅液的配制……………………………………………………14

4.2.6粘度测量……………………………………………………………14

4.2.7正极极片的拉浆……………………………………………………15

4.2.8极片组装……………………………………………………………15

4.2.9单体电池的测试……………………………………………………15

（三）生产车间实习……………………………………………………………17

五、实习总结………………………………………………………………………17

六、问题和建议……………………………………………………………………17

前言：

生产实习是本专业学生的一门主要实践性课程，是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径。

通过生产实习，使学生学习和了解电池从原材料到成品批量生产的全过程以及生产组织管理等知识，培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。

并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。

通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。

生产实习是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，生产实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。

课堂教学中，教师讲授，学生领会，而生产实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。

卫东新能源有限公司简介：

福建卫东新能源有限公司由福建卫东投资集团创建，是一家以镍氢动力电池为主，集研发、生产、贸易、服务于一体的技术创新型高新技术企业,是新一代镍氢电池的倡导者,2013年初,为了加速公司的全球化战略,联手昂佳集团,为日后的发展提供了充实的资金,技术,市场服务支持，实现了卫东品牌扩张和企业集团化规模的跳跃发展，向国际化现代企业目标迈进了重要的一步。

公司巨资引进全球最先进的自动化和半自动化生产设备、精密的检测仪器等，拥有国际领先的研发实验室与生产基地。

公司拥有一支由首席科学家刘开宇教授带领的资深核心研发集体和团结进取、勇于创新、经验丰富的管理队伍.凭借雄厚的技术优势，经济实力，多年的研发生产经验，不懈创新，为客户在电动汽车、AGV烟厂机器人、电动工具、军用设备、太阳能与风能发电储能、国家电网等领域提供镍氢电池及成套电池系统解决方案。

卫东公司的镍氢动力电池在安全性、大倍率充放电特性、温度特性、内阻等关键技术指标已达到甚至超越国际领先水平,并顺利通过了北京201所、中国人民解放军62所等机构近200项强制安全检测，通过了一汽、东风等汽车等厂家的台架试验和整车道路试验，获得了国家发改委公告和工信部的新能源汽车产品目录并获得中国人民解放军总参部国防通讯网设备器材进网许可证,并得到一致好评。

公司始终坚持“自主创新，研发针对市场”的理念。

先后取得多项国家发明技术专利，部分专利技术的应用填补了世界多项空白。

努力建成全球技术最全面、最先进的镍氢电池专业制造商，成为中国最大的镍氢动力电池及电池系统供应商,使卫东成为全球电池行业的卓越品牌，成为最受尊敬的电池制造企业，是卫东人的追求。

公司成立运营以来一直以努力建成全球技术最全面、最先进的镍氢电池专业制造商，成为中国最大的镍氢动力电池及电池系统供应商,使卫东成为全球电池行业的卓越品牌，成为最受尊敬的电池制造企业为追求。

公司始终坚持“自主创新，研发针对市场”的理念。

先后取得多项国家发明技术专利，部分专利技术的应用填补了世界多项空白。

镍氢动力电池简介：

什么是电池？

电池是通过电化学氧化还原反应将活性材料内存储的化学能直接转化为电能的装置（化学电源），它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供离子传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。

本质上为一个能量转化器。

通常在电池的能量转化过程中伴随着热能的产生。

3.1镍氢电池的发展历史主要分为3个阶段：

（1）、上世纪60年代未至70年代末为可行性研究阶段；

（2）、上世纪70年代末至80年代末为实用性研究阶段；1984年开始，荷兰、

美国、日本研究开发储氢合金电极；1988年Ovonic公司，1989年日本

等先后开发成功镍氢电池；

（3）、上世纪90年至今的产业化阶段；

3.2电池分类：

根据电极反应的可逆性可分为一次电池和二次电池（蓄电池）；二次电池又分为铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、燃料电池；根据电池的形状可分为圆形电池、方形电池、扣式电池等；根据电解液体系可分为碱性电池、酸性电池等；根据电池用途可分为常用电池、备用电池等；根据能量功率可分为能量型电池和功率型电池；

3.3电池的可靠性测试项目有哪些？

1、不同工况循环性能

2、不同温度循环性能

3、不同倍率充、放电特性

4、不同温度充、放电特性

5、自放电特性

6、存贮特性

7、容量

8、不同SOC内阻特性

9、高、低温性能

10、电池一致性

11、电池的安全性能测试项目有哪些？

12、短路

13、加热

14、过充

15、碰撞

16、过放

17、温升

18、挤压

19、穿透

3.4有关电池的重要概念：

电池电压

标称电压：

在正常工作过程中表现出来的电压，二次镍氢电池标称电压为1.2V。

开路电压：

外线路中没有电流通过时，电池两极之间的电位差。

工作电压（负载电压）：

外线路中有电流通过时，电池两极之间的电位差。

终止电压：

电池放电实验中，规定的结束放电的截止时间。

中点电压：

放到50%容量时电池的电压。

主要用来衡量大电流放电系列电池高倍率放电能力，是电池的一个重要指标。

电池容量

指在一定的放电条件下，可以从电池获得的电量。

一般用Ah或mAh来表示，它直接影响到电池的最大工作电流和工作时间。

电池的容量有理论容量、实际容量和额定容量等几种。

（1）理论容量：

假设活性物质全部参与电池的成流反应所给出的电量。

它是根据活性物质的质量按照法拉第定律计算求得的。

（2）实际容量：

指在一定的放电制度下电池实际放出的电量。

（3）额定容量：

指设计和制造电池时，规定或保证电池在一定的放电制度下应该放出的最低限度的电量。

电池SOC

从电量的角度出发将其定义为：

电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。

SOC用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为电池剩余容量占电池容量的比值，用荷电状态来表征蓄电池的剩余容量。

SOC不能直接从电池本身获得，而只能通过测量电池组的外特性参数（例如：

电流、电压、自恢复性、温度、充放电倍率、循环次数、老化程度等）间接获得。

电池内阻

是指电流通过电极或电池时所受到的阻力，它包括欧姆内阻和电化学反应中电极极化所造成的内阻。

欧姆内阻包括由电极、隔膜和电解液等各部分欧姆内阻及其接触电阻。

欧姆内阻的特点：

（1）与电池的几何尺寸、电池的结构和形状、电池的装配松紧度有关；

（2）与放电深度有关；（3）与充放电电流无关。

极化内阻包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。

电化学极化内阻是在电极与电解质溶液界面上进行电荷交换的阻力，也叫反应电阻。

浓差极化内阻则是由于浓差极化而引起的对电流通过的阻碍作用。

比较电化学极化内阻和浓差极化内阻，可以得知电化学反应相对于液相传质的难易程度。

由于电池内阻的存在，在电池充放电时会有部分电能或化学能转变为热量，降低了电池的能量效率；而且当电流越大，产生的热量也就越多，温升就越快，还会影响电池的正常工作。

根据测试所采用方法的不同，内阻可分为交流内阻和直流内阻。

交流内阻的标准测试方法是：

采用1000Hz对称交流电，并且所施加电流不得导致电压的变化超过未加电流时电压的±20mV。

交流内阻值近似为电化学体系的纯电阻值。

充电态内阻指电池100%充满电时的内阻，放电态内阻指电池充分放电时后的内阻。

一般来说，放电态的内阻不太稳定，且偏大，充电态内阻较小，阻值也较为稳定，在电池的使用过程中，只有充电态内阻具有实际意义，在电池使用的后期，由于电解液的枯竭以及内部化学物质活性的降低，电池内阻会有不同程度的升高。

电池的内阻越小，输出功率越高，电池的内阻应小于用电器的内阻，否则电池本身消耗的功率还要大于用电器消耗的功率，这是不经济的，而且可能损坏电池，在额定电压条件下电池的输出功率随电极表面积的增大工作温度的上升而上升，反之亦然。

电池自放电

自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。

自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响。

电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用。

自放电是衡量电池性能的主要参数之一，指电池在贮存过程中由于非成流反应而引起的放电容量的下降的现象。

自放电分为可逆自放电和不可逆自放电。

可逆自放电可以通过再充电复原；而不可逆自放电则不能通过充电复原。

电池充、放电常用方法

充电：

主要可分为恒流、恒压、脉充、恒流恒压、涓流

放电：

主要可分为恒流

充电效率

指电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输入的电池容量的比值,它可按照以下公式计算：

充电效率=（放电电流*放电至截止电压的时间/充电电流*充电时间）*100%

输入的能量部分用来将活性物质转换为充电态，部分消耗在副反应上来产生氧气，充电效率受到充电速率和环境温度的影响，充电时充电电流必须在一定范围内，电流太小或太大充电效率都很低。

电池功率

电池的功率是指在一定的放电制度下，单位时间内电池所输出的能量。

而单位质量或单位体积的电池所输出的功率称为比功率，常用单位为W/Kg或W/L。

电池的质量比功率代表每千克质量的电池能提供的功率。

它的大小决定电池所能输出的最大功率，标志着汽车的加速性能和最高车速，对电动汽车的动力性能等有直接影响。

在混合动力汽车中，电池的比功率是最关键的因素，因为电池的电耗尽后可以在内燃机工况下重新进行充电。

电池能量

即能量贮存密度，有体积能量和质量能量两种，其常用单位分别为Wh/L和Wh/Kg。

影响比能量的几个因素是：

质量效率、反应效率（即活性物质利用率）和电压效率。

电池放电速率

电池的放电速率常用倍率和时率来表示。

（1）倍率：

指电池在一定时间内放出其额定容量时所输出的电流值，它在数值上等于额定容量的倍数。

（2）时率：

也称为小时率，是以放电时间来表示的放电速率，即以一定的电流放完额定容量所需的小时数。

电池化成、分选

（1）陈化

封好口的电池先经过陈化，常温陈化的主要目的是使电解液均匀分布在电池内部，高温陈化的主要目的是加速电池的活化速度，使活性物质表面在高温碱液的处理中结构发生变化有利于电池的快速活化。

（2）活化

不同型号MH-Ni电池的活化制度不同，一般先用小电流充电，再用较大的电流充电，充电电流一般小于放电电流。

电池经过一个周期的充放电后电压就达到了标称电压。

MH-Ni充电过程中电池温度会上升，因此充电过程中一般保持恒温。

（3）分选

由于单个电池的活性物质和电解液的差异，它的容量和内阻都不是很一致，必须将它们通过分选工序分选出来，相同容量、相同内阻的可以匹配成电池组。

电池的分选还有一种特性分选，它是在对匹配使用要求很高时采用的，是利用每个电池的充放电曲线来进行分选，不但要容量内阻一致，其充放电曲线也要求尽可能吻合，这样对电池组的寿命很有利。

混合动力系统对电池的特别要求

大功率充放电能力：

质量比功率和体积比功率是衡量蓄电池快速充放电能力的指标，相对于比能量要求，混合动力汽车对比功率要求更高。

充放电效率：

动力电池中能量的循环必须经过充电-放电-充电的循环，高的充放电效率对保证整车效率具有至关重要的作用。

相对稳定性：

动力电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定，使其在动力系统使用条件下能达到足够的充放电循环次数。

实习内容：

一、课程培训

课程培训安排如下表所示：

课程培训安排计划表

序号

课程类别

开始时间

培训方式

培训讲师

备注

规章制度

7月3日9:

授课

傅麟生

必修

安全教育

7月3日14:

授课

向泽湘

必修

质量管理基础知识培训

7月6日14:

授课

苏世宁

必修

质量管理基础知识培训

7月7日9:

授课

苏世宁

必修

公司管理体系培训

7月7日14:

授课

苏世宁

必修

公司管理体系培训

7月8日9:

授课

苏世宁

必修

安全教育

7月8日14:

授课

滕直黠

必修

电池研发知识培训一

7月9日9:

授课

彭军文

必修

电池研发知识培训二

7月9日14:

授课

彭军文

必修

压力管理

7月10日9:

授课

滕直黠

必修

4.1.1质量管理内容：

目的：

为了适应公司发展需要提高检验员的工作能力和检验员的水平，使产品品质得到更有效的控制。

培训项目

1.过程检验依据;

2.QC七大手法

3.镍氢电池的基础知识

4.过程控制的主要控制点及方法和要求

5.不合格品控制流程

首检确认

过程巡检

不合格品控制

原材料不良反馈（IQC）

过程异常反馈

质量意识测试

不合格品/报废品的确认

过程控制工作

过程检验依据：

1.检验规程（检验规范）

2.工艺文件

3.图纸

4.作业指导书,操作标准

5.实物封样

6.技术文件,国标,行业标准

7.质量协议

QC七大手法1.层别法

2.检查表

3.柏拉图

4.因果图

5.散布图

6.直方图

7.控制图

七种工具都是由日本人总结出来的。

日本人在提出旧七种工具推行并获得成功之后，1979年又提出新七种工具。

之所以称之为“七种工具”，是因为日本古代武士在出阵作战时，经常携带有七种武器，所谓七种工具就是沿用了七种武器。

有用的质量统计管理工具当然不止七种。

除了新旧七种工具以外，常用的工具还有实验设计、分布图、推移图等。

QC旧七大手法指的是：

检查表、层别法、柏拉图、因果图、散布图、直方图、管制图。

旧七种工具是我们本次课程的内容，也是我们将要大力推行的管理方法。

从某种意义上讲，推行QC七大手法的情况，一定程度上表明了公司管理的先进程度。

这些手法的应用之成败，将成为公司升级市场的一个重要方面：

几乎所有的OEM客户，都会把统计技术应用情况作为审核的重要方面，例如TDI、MOTOROLA等。

QC新七大手法指的是：

关系图法、KJ法、系统图法、矩阵图法、矩阵数据分析法、PDPC法、网络图法。

相对而言，新七大手法在世界上的推广应用远不如旧七大手法，也从未成为顾客审核的重要方面。

4.1.2压力管理内容：

压力定义

压力（stress）个体对觉知到的（真实存在或想象中的）对自身的心理、生理、情绪及精神威胁时的体验所导致的一系列生理性反应及适应。

压力反应

1914年，哈佛大学心理学家沃尔特.坎农首次提出“战或逃反应”来描述面对威胁时身体生理唤醒的动力性。

耶基斯—多德森法则

塞利实验——生理适应性变化

1、肾上腺皮层（制造压力荷尔蒙的腺体）扩大。

2、持续释放压力荷尔蒙；肾上腺皮层释放皮质层激素。

3、淋巴腺体（胸腺、脾脏、淋巴结）功能衰退或萎缩。

4、白血球数量显著减少。

5、胃和结肠生出溃疡

6、器官坏死

研发室实习：

4.2.1镍氢动力电池的生产工艺流程图：

4.2.2制胶水：

B粘合剂：

配制B粘合剂300g，含CMC1.5%，而原料粉中CMC的含量为88.201%，计算得到所需原料5.102g，加入水的含量为294.898g。

将纯水加热至90℃，称取所需的质量（80℃）加入玻璃烧杯中，加入所需的B粘合剂干料，启动搅拌机，开始缓慢加入，便加入边搅拌。

搅拌完成后，重新称量，补加挥发的水分，检查胶水的品质，合格后做好标示，并作相关记录，观察B粘合剂干粉溶于水后乳白色悬浊液，搅拌一段时间后，悬浊液变成白色稠状液体。

C粘合剂：

配制C粘合剂300g，含HPMC4%，而原料粉HPMC的含量为92.98%，计算得到所需原料12.904g，加入水的含量为287.096g。

将纯水加热至90℃，称取所需的质量（80℃）加入玻璃烧杯中，加入所需的C粘合剂干料，启动搅拌机，开始缓慢加入，便加入边搅拌。

搅拌完成后，重新称量，补加挥发的水分，检查胶水的品质，合格后做好标示，并作相关记录，观察C粘合剂干粉溶于水后乳白色悬浊液，搅拌一段时间后，悬浊液变成白色稠状液体。

4.2.3电解液配制和浓度滴定：

原料为纯水、氢氧化钠、氢氧化锂。

加入氢氧化锂是为了改善电池电池在低温下的性能。

过程要求：

按配方称量好氢氧化钾，缓慢沿器壁边缘加入，边加边搅拌，配制后需对其浓度进行滴定，浓度低，补加氢氧化钾，浓度高，补加水。

浓度合适后，用白色隔膜过滤后用胶桶密封，并做好标记。

滴定须做三次平行实验，以稀盐酸的滴定碱液，酚酞作指示剂，滴定到电解液由红色变为无色，之后加入甲基橙，滴定到黄色变为橙红色，第一次滴定计算氢氧根的含量，第二次滴定计算碳酸根的含量。

4.2.4剪极耳及清洗：

首先裁剪成50mm×20mm长条形金属片，根据模版刻画出形状，然后用剪刀裁剪，挑出符合要求的极片，出去残次片，之后进行平整修饰，用工业酒精洗去表面油污等，收集好的产品保存下来。

4.2.5负极辅液的配制：

原料包括炭粉、Ni粉、水、W002粘结剂。

步骤为：

称取炭粉5.002g，Ni粉25.115g，加入后均匀搅拌，加入81.506g的纯水，再加入63.551g的粘结剂，开动电动机搅拌，使用2档搅拌7min，再3档搅拌3min，最后2档搅拌5min，负极辅液配制完成后要进行粘度测试，看是否符合要求。

4.2.6粘度测量：

浆料粘度测量用自动粘度测量仪完成，取用被测的负极辅液于250ml的烧杯中，将仪器保护架逆向旋入仪器下端头上，将选用的转子擦洗干净，左手拧住连接螺杆，右手将转子旋入固定。

左手轻托表盘，右手旋转升降旋钮，使仪器缓慢下降，转子逐渐浸没待测液体，直到转子液面标志与液面相平为止。

调整仪器脚螺丝使仪器水平放置。

开启电源开关，调整转速，经多次旋转，待仪器趋于稳定后读数，调整转子和转速，使读数在15%到85%之间，此时误差较小，检查合理后，做好标示，开始记录数据。

4.2.7正极极片的拉浆：

所谓拉浆是指把正极浆料涂刮到正极泡沫镍上。

所需的工具有电子天平、鼓风干燥机、空气压缩机、碾压机、硅胶刷、刮刀、泡沫镍、铁板、拉浆机、托盘、铲子、手套。

物料包括正极浆料、泡沫镍、胶纸。

工艺要求：

按标准将泡沫镍压好无浆部位，并贴好胶纸，将泡沫镍按照362×188mm的尺寸裁好，并将泡沫镍进行编号及称量，并记录重量。

根据浆料性能及目标粉量计算泡沫镍的预压厚度并进一步调整刮刀间隙，将浆料均匀刷在泡沫镍上上端稍刷较多酱料，并通过刮刀垂直向上拉。

称量并记录数据，放置烘箱88℃30min，取出称量。

4.2.8极片组装：

把负极放入模具中，再放入正极片，极耳与负极片极耳相对，重复上述步骤，共放置15片正极片14片负极片，用纸包好，扎紧，并用胶带固定。

4.2.9单体电池的测试：

单极片正极测试流程：

单极片负极测试流程：

生产车间实习：

在生产车间主要是参观各个工段的设备及了解成产中的工艺要求。

可以说生产车间是研发室的大型化、工业化。

生产车间的工段基本上在研发室都有对应的步骤，不过研发室很多东西都是手工完成，单个生产或小批量生产，而车间则是大型化、自动化完成，进行大批量生产。

实习总结：

时光匆匆，不知不觉到卫东公司的实习已经结束了。

在过去的20多天里，我们了解了卫东公司的创办过程、企业文化、生产流程，对镍氢动力电池及新能源汽车的发展有了更深的认识。

期间，我了解到了卫东公司对一位优秀员工的要求，了解到了职业生涯对自身素质的要求及自身存在的不足，了解到了在实验室里电池研发的基本流程及在生产车间生产的过程。

以往自身只是在书本上屏幕上学习知识，现在这是亲身体验，这是一个从理论到实践的过程，在此期间觉得自身有了很大提高。

不得不承认，期间遇到了很多问题，但是在老师同学的帮助下，在自身的努力下，自己成功的克服困难，向前迈进。

这次的经历使自己更加有勇气克服困难，更加自信的前行。

为了这次的实习完美的进行，学校给了我们尽可能的帮助，卫东公司为我们提供了最大的便利，刘老师关心我们的实习情况，也关

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