【文章內(nèi)容簡介】 備1181臺，機械加工及化檢（測）儀器設備153臺（套），生產(chǎn)設計能力為：年產(chǎn)寬溫區(qū)XX動力單體和組合電池3億Ah，大容量電池組5億Ah（詳見下表）。 電池產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模設計與產(chǎn)品應用領域 表4名稱數(shù)量型號規(guī)格用途范圍D型以下單電池組寒帶區(qū)域人們生活和生產(chǎn)需求，以及極地、冰上、雪地、科考等D型以上到F單電池組組合電池特殊行業(yè)的儀器、儀表和通訊聯(lián)絡、網(wǎng)絡等移動電源5 億Ah大容量電池組特殊行業(yè)的大型機器裝備的配套和混合動力汽車、電動汽車配套等 產(chǎn)品質量標準與措施。鑒于國家對無釹稀土系（寬溫區(qū)）無釹稀土系XX動力電池產(chǎn)品質量檢測標準尚未正式頒布，產(chǎn)品質量在無特殊要求的情況下執(zhí)行IEC標準、國標，如進入的行業(yè)有特殊要求，以行業(yè)標準或用戶提出的協(xié)商標準制造。（1）按照GJB9001A—2001為要求建立完善的質量保證體系，質量是企業(yè)的立足之本，發(fā)展之本，是市場競爭的焦點，事關企業(yè)的生存與發(fā)展。為此我們將嚴格按照質量管理體系的要求，配置專職質量管理人員15人，健全制度，配備齊全質檢裝備和儀器。在質量活動中堅持“質量為本，精心設計，信譽第一，履行承諾，持續(xù)改進，顧客滿意”。(2)按質量手冊的要求以顧客為關注點，對供、產(chǎn)、銷進行全方位的管理和全過程的跟蹤。(3)產(chǎn)品裝配車間采用綠色油漆地面，光亮整潔，既滿足了產(chǎn)品防塵要求（指來自空氣中的灰塵），又保證了良好的生產(chǎn)環(huán)境。 產(chǎn)品的分析檢驗（1）企業(yè)將根據(jù)國家標準和需方的要求制定出產(chǎn)品測試的詳細規(guī)范。（2）從原材料進廠到產(chǎn)品出廠以及售后服務的全過程均下達作業(yè)指導書，并建立健全可追溯性的原始記錄。（3）按標準規(guī)定建立實驗室和檢測室，重要項目邀請第三方或用戶代表參加測試。（4）建立故障報告和持續(xù)改進制度，接受顧客對過程的監(jiān)督。 測試項目與測試方法（1）特殊行業(yè)的產(chǎn)品執(zhí)行行業(yè)標準或顧客協(xié)商標準。（2）配套混合動力汽車的無釹稀土系（寬溫區(qū)）XX動力電池測試項目和指標如下：表5序號測試項目具體指標測試方法1容量規(guī)格80Ah儀器法2比功率600～1000W/公斤儀器法3比能量40～50W/公斤儀器法4最大放電倍率5～20C儀器法5最大充電倍率3～6C儀器法6充放電效率≥95%計算法7單體電池內(nèi)阻≤～（mΩ）儀器法8單體容量偏差≤5%儀器計算法9使用溫度范圍－25～60℃儀器法10擱置溫度范圍－40～80℃儀器計算法11荷電保持能力（常溫28天）≥80%計算法12安全性通過行標儀器法13使用壽命15萬公里儀器計算法第五章 技術方案與設備選型 技術現(xiàn)狀 國際技術現(xiàn)狀以電極合金選擇評價，世界上五花八門。有AB型、AB2型、A2B型、AB5型等，AB型是以鎳鈦為A側金屬，以鈦、鐵為典型氫化物；AB2型是以鎂為A側金屬，鎂、鐵典型氫化物；AB5型是以鑭為A側金屬，鑭、鎳為典型氫化物，還有使用鈣為A側金屬，而用鈣、鎳，鋯、錳為典型氫化物的技術方案。目前荷蘭飛利浦公司是鑭、鎳型，以鑭、釹、鎳、鈷、鋁構成多元合金，或以鑭、鋁、鎳、鈷、硅構成多元合金。日本松下和東芝等公司是以鈰、鎳、錳、釹、鈷、鋁構成多元合金，美國是以鈦、鎳、釩、鈷、鋯、釹構成多元合金。從電池的制造技術上講，目前只有三種技術路線，一是干法；二是濕法；三是沉降法。從電池工藝講，依據(jù)不同的需求有卷繞式和插片式。卷繞式以單只組合成電池組，插片是直接成為電池組，極板成型工藝上有滾壓和四柱平壓等差異。日本的技術現(xiàn)狀為容量一致性好，溫度適應范圍窄，一般為18℃%，30℃%，容量低，D型電池一般不超過7Ah。美國的技術特點是容量高，AA電池容量可達到3000mAh。 發(fā)展趨勢XX電池和鋰電比較，除容量上處于劣勢外，其它方面都處于優(yōu)勢，一是安全性好；二是價格便宜；三是溫度適應范圍寬等。從二〇〇五年起隨著原材料的漲價，特別是鎳、鈷的漲價給XX電池的發(fā)展帶來了致命的沖擊。二〇〇五年以前XX電池國際市場上的遞增基本上超過15%，二〇〇六年和二〇〇五年比，只增加6%，使得XX電池在和鋰電對比中，失去了部分價格優(yōu)勢。目前世界上面對漲價帶來的沖擊，技術上都在解決這樣五大問題，一是減重增容的問題，XX電池的容量低于鋰電，重量又大于鋰電；二是降低成本，特別是在材料上解決降鎳降鈷和代鎳代鈷已成為了最為熱門的研發(fā)課題；三是進一步提高XX電池的一致性，特別是動態(tài)一致性的問題；四是最大限度地發(fā)揮出物質的能量，提高電化學反應容量；五是提高XX電池的循環(huán)周期壽命，滿足混合動力汽車及純電動汽車的需求。 工藝技術方案的選擇從技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢對XX動力電池制造技術路線和生產(chǎn)工藝的闡述中說明，“無釹稀土系（寬溫區(qū)）XX動力電池”的工藝技術路線具有先進性和可靠性，其科技成果最突出的特點是： 充分利用了中國的稀土資源將提釹提鐠后的以鑭、鈰為主的稀土資源得以充分利用，鑭、鈰稀土占稀土配份的80%以上，一是資源量大；二是目前沒有找到合適的應用渠道，這為充分利用稀土資源的同時又擁有了價格優(yōu)勢。目前的行情，釹、鐠元素都在24～25萬元一噸，而電池級稀土金屬只有6～7萬元一噸。 在材料優(yōu)化上取得了世界性的突破世界各國在XX電池的材料選擇上，釹的含量過低將不能解決循環(huán)穩(wěn)定性，而鐠又起著激活物質活性的功能。本專利技術在沒有釹和鐠元素的介入情況下，扼止住了電池在循環(huán)過程中容量衰減，而且還將壽命提高到了700次以上，是全組份稀土電極貯氫合金材料的兩倍以上。由于優(yōu)化了電池材料配方，寬溫區(qū)XX動力電池在容量、使用壽命、安全、環(huán)保等方面，與其他電池產(chǎn)品比較，具有十分明顯的優(yōu)勢（詳見下表）： “無釹稀土系寬溫區(qū)XX動力電池”與其它類電池性能參數(shù)比較 表6技術參數(shù)鎳鎘電池XX電池鉛酸電池磷酸鐵鋰電池工作電壓（V）質量比能量（Ah/kg）3050508040120體積比能量（Wh/L）15020070210壽命（次）5007004002000環(huán)保有毒無毒有毒無毒安全性優(yōu)秀優(yōu)秀良好良好組合性優(yōu)秀優(yōu)秀良好差備注歐美禁止使用、我國限制使用提倡使用限制使用提倡使用 拓寬了XX電池的溫度適應范圍解決XX電池的低溫問題是全世界關注課題，適應溫度范圍的拓寬也等于XX電池的應用領域和應對市場的拓寬。容量低，同時又帶有嚴重二次污染的鎳鎘電池難以退出市場的一個重要原因，就是鎳鎘電池有著較廣的溫度適應范圍。無釹稀土系XX動力電池工作適應溫度已達到在55℃～70℃的范圍正常工作，這就覆蓋了除部份極地區(qū)域在外的所有地區(qū)和所有行業(yè)。關于無釹稀土系XX動力電池的高溫適應范圍進一步拓寬的工作，公司正在進行，力爭達到70℃～90℃以上。本項目XX動力電池產(chǎn)品與一般電池產(chǎn)品相比較，除了共性以外，還具有以下四個方面的獨特優(yōu)勢：一是在設備啟動時放電可達到自身額定電量的五倍（）；二是在40℃低溫情況下放電量達到90%，其它電池一般都無法放電；三是一C（1倍率）放電循環(huán)壽命可達700次以上，其它電池一般只能達到幾次或十幾次（國家規(guī)定為300次，實際上都難以達到）；四是在40℃低溫情況下大電量放電能保持正常放電，其它電池一般都無法放電寬溫區(qū)XX動力電池的電動勢與鎳、鑭電池相同，因此在使用中兩者可以互換。由充電和放電的反應式可見，XX電池在充放電過程中并不伴著水的吸收與產(chǎn)生，即電解液濃度不發(fā)生變化，這事與鎳鑭電池不同的地方。下面為XX動力電池充放電時工作原理反應式：無釹稀土系XX動力電池在充放電時，正極反映與鎘鎳電池相同。充 電Ni（OH）2 ＋OH－ NiOOH+H2O+e－放 電 E+0=。正極過充電時，反應為：2OH－ O2 ↑+2e－+ H2O正極過放電時，反應為：2H2O + 2e－ H2 ↑+ 2OH－負極反應為貯氫合金的電化學吸放氫反應：充 電 M + XH2O + xe－ MHX + XOH－放 電 E0=。負極過充電時，反應為（2 – 6）式。負極過放電時，反應為（2 – 5）式。XX電池正常充放電時的總反應為：充 電 M +NIi(OH)2 MH + NiOOH放 電E0 = 。無釹稀土系XX動力電池的制造工藝在F型以下，容量在13Ah的制造工藝和目前其它XX電池制造工藝基本一樣，100Ah以上的大電池組的制造工藝則有差異，主要是在制片上，將使用四柱干法壓片，以確保物料的均勻性，導電的優(yōu)異性和各參數(shù)的一致性。本產(chǎn)品生產(chǎn)采用： 濕法卷繞工藝采用濕法卷繞工藝制作F型以下的小電池，是因為這一工藝技術已成熟定型，穩(wěn)定可靠，重新制作的電池容量雖然低于干法10%左右，但電池的綜合性能指標優(yōu)良，特別是電池的周期壽命，是干法卷繞工藝的數(shù)倍，一般干卷繞的XX電池壽命不足200次，采用濕法卷繞工藝制作無釹稀土系XX動力電池，經(jīng)工業(yè)化試生產(chǎn)驗證所得產(chǎn)品的循環(huán)周期壽命大于700次，是干法卷繞的三倍以上。濕法卷繞工藝流程圖示：磅秤、合漿機配 料正極：氫氧化亞鎳、氧化亞鈷 粘接劑等負極：合金、粘接劑等正極：泡沫鎳 負極：鋼帶電極制造正極拉漿制備負極拉漿設備 正負極帶極片碾壓扎膜機 正負極帶極片剪切 電極分選分條機 剪切機 電子枰D型電池負極也要清粉但不用清粉機 清 粉超聲波清粉劑（正極用）鎳帶 極片（D型電池負極也要焊極耳極耳點焊 壓毛刺點焊機 壓毛刺機正負極極耳粘膠帶 隔膜裁剪電解液配劑 氫氧化鉀 凈化水 準 備隔膜裁剪機 貼膠帶機 磅秤 電解液配制槽 電子秤 移液管 凈化水設備 電導測試儀 正負極片 隔膜 外殼卷繞 裝殼 卷繞機 滾槽 注液 滾槽機 注液機涂粘并壓蓋組合蓋 密封膠 涂膠機組合蓋 密封膠 封 口 封口機 電壓表 擱 置化 成 包 裝電池清洗 熱縮管烘 箱化成分選設備 電壓表包裝機 干法插片工藝無釹稀土系XX動力電池在制造高容量方型整體和異性整體電池時，將采用干法四柱壓片制造電極，插片工藝完成整體裝配。該工藝的最大優(yōu)點是物料分布均勻、無非導電物質的介入、極板延展性小、較好地保證了基體的強度，定量進料、各極板之間的物質負重誤差小，這就較好地保證了電池容量、內(nèi)阻和電壓的一致性，從而實現(xiàn)整體電池組能保證工作狀態(tài)的動態(tài)一致性。干法插片工藝流程：正極材料準備 四柱壓片裝 配包 片點 焊配 組負極材料準 四柱壓片 包裝出廠化成檢測封 口年產(chǎn)8億Ah寬溫區(qū)XX動力電池產(chǎn)業(yè)化項目的技術方案確定為：F型以下的小型電池采用濕法拉漿卷繞法；F以上的大電池采用干法四柱柱壓片，方型或異型采用每片插片而直接成為整體電池組。根據(jù)項目工業(yè)放大性試驗和量產(chǎn)所訂購的設備運行、使用情況評價及制備工藝的要求，本實施項目產(chǎn)品生產(chǎn)所需的成套生產(chǎn)線制造設備、輔助設備及化驗檢測儀器等，采購、配置如下表：動力電池（公共設備及準備）設備選型一覽表表7 單位：萬元工序設備名稱型號設備產(chǎn)能數(shù)量價格（萬元）設備功率制凈化水純水機　　2500　壓縮空氣空壓機　　2500　環(huán)境溫度中央空調(diào)192冷墩　402800　除塵風淋設備　　401000　除濕機　　　　100　供電系統(tǒng)　　　　3000　地面處理　　　　4000　隔膜分條隔膜分條機　　315　隔膜分切隔膜分切機　900片/h3090　制隔膜袋隔膜焊接機　500片/h6060　堿液配制配堿機自制　2100　電池蓋組合　自制　　20　排氣閥組合　自制　　20　排氣閥檢測壓力測試機自制　　30　電池殼底焊接氬弧焊機　70個/班160200　合計33912435動力電池（正極）設備選型一覽表表8 單位：萬元工序設備名稱規(guī)格型號設備產(chǎn)能數(shù)量金額動力功率拌料V型強制攪拌機240L　10100配膠電子磅稱200Kg　53　電子臺稱60Kg　53　電子臺稱6Kg　53