扣式电池制作规程-负极
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用电安全提示:所有用电设备开启使用前,应检查其有无漏电或接触不良现象,以保证用电安全!1. 目的规范扣式锂离子电池制作程序,正确使用和维护仪器,保证检测工作顺利进行并保证操作人员人身安全和设备安全。
2. 适用范围适用于CR2032扣式电池的组装。
3. 操作步骤3.1 材料处理A)研磨将10g左右样品在玛瑙研钵均匀研磨30min。
B)过筛将上述研磨材料过325目筛网,同时测试样品SEM和粒度。
3.2制备负极片A)制浆按照浆料制作的流程,准确称取去离子水、SBR、CMC、导电剂和负极等物料进行混合,高速搅拌2h,确认烧杯壁没有物料飞溅,保证浆料比例正确。
B)涂布将上述浆料采用150的挂板细度计。
C)烘烤将极片放入真空烘箱,90°烘烤24h。
D)辊压将极片放入辊压机,进行辊压。
3.2 准备扣式电池壳用酒精擦拭CR2032扣式电池壳、集电器、支撑片(弹簧片),然后置于烘箱中采用60℃烘1h。
3.3冲片将正极片或负极片置于烘箱中干燥,一般采用120℃,干燥24h。
然后取出用模具把电极片冲成一定直径的小圆片。
冲片时模具下压要快,且注意机械伤害。
3.4称量称片。
挑选3.3工序中制得的小圆片进行称量。
称量天平精度为十万分之一。
要尽量采用没有毛刺、褶皱、缺角等问题的小圆片,极片偏差最好为±0.3mg。
在天平称量读数时天平门必须关闭,以免空气流动影响读数,读数时同时注意实验台不能震动,不能把潮湿或有腐蚀性的物体直接放在天平上称量,称量时必须精确。
3.5 二次干燥在一定温度下干燥极片(60℃烘1h),主要是除去冲片和称量时在空气中操作所吸收的水分。
3.6 裁剪隔膜隔膜应该可以恰好装入电池壳,要求整体平整、形如满月、边缘圆滑,恰好可以和电池壳的内壁紧密贴合。
采用电脑绘制15.5-16mm大小的圆圈,打印出来,将隔膜按照此圆进行裁剪。
采用60℃烘烤24h。
3.7 手套箱内组装电池表3.1 手套箱组装电池的必备物品注:容量较大的手套箱可事先这些存储电池部件,更清洁将所有原料入箱前,先按照操作规程打开真空泵。
2032型扣式电池制作作业指导书1.适用范围:2.人员分工:3.原料准备:4.设备准备:万分之一电子天平(赛多利斯BSA224S-CW)、十万分之一电子天平(赛多利斯MSA225S)、磁力搅拌器(荣华仪器HJ-6/85-2恒温型)、涂布机(MTI AFA-III)、辊压机(MTI MSK-2150)、切片机(MTI MSK-T10、电池封口机(MTI MSK-110))、鼓风干燥箱(北京陆希科技DZF-9070A)、真空烘箱(北京陆希科技DZF-6050)、米开罗纳手套箱(Super 1220/750/900)。
5.配件准备:4.1将扣式电池正负极壳体、弹片、垫片用酒精浸泡8h后进行超声清洗,放入120℃鼓风烘箱烘8小时后,迅速放入事先准备的双层密封袋封口处理,然后放置手套箱中备用(注:(1)盖板与底壳一定要分开放置,以免无水乙醇挥发不尽;(2)严禁扣式电池配件鼓风烘干后直接放置手套箱中,以防其转移过程中吸水)。
4.2扣式电池制作所用的玻璃器皿、磁子和浆料罐要经过超声清洗30min后,再使用去离子水清洗三次后放入鼓风干燥箱中于120℃烘烤4h后,再转移到真空烘箱120℃烘烤8h后,迅速放入事先准备的双层密封袋封口处理,然后放置手套箱中备用。
(注:严禁扣式电池制作所用的玻璃器皿和浆料罐真空烘干后直接放置手套箱中,以防其转移过程中吸水)。
4.3隔膜的准备:用切片机将隔膜裁成直径为19mm的圆片,装入称量皿中,隔膜上层放置少量几片小纸片,防止其产生静电到处乱飞,于60℃真空干燥至少8h后,迅速放入事先准备的双层密封袋封口处理,然后放置手套箱中备用(切片机使用前都要用卫生纸擦拭干净,确保没有油污和灰尘污染隔膜;(2)严禁隔膜真空干燥后直接放置手套箱中,以防其转移过程中吸水)。
4.4锂片的准备:将未拆封的锂片装入手套箱中,待手套箱内湿度控制在0.1ppm以内,锂片尺寸为0.6mm厚,直径15.6mm或16mm。
最详细扣式电池极片制备和电池组装教程扣式电池是一种常见的锂离子电池。
它由正极片、负极片、隔膜和电解液组成。
下面是一个详细的扣式电池极片制备和电池组装的教程。
1.正极片制备:a.准备正极材料,通常使用氧化钴、氧化锰等材料。
将正极材料和聚合物粘结剂混合均匀,加入适量的导电剂,形成浆料。
b.将浆料涂覆在铝箔或不锈钢片上,形成正极片。
c.正极片烘干,以去除浆料中的溶剂。
2.负极片制备:a.准备负极材料,通常使用石墨。
将负极材料和聚合物粘结剂混合均匀,加入适量的导电剂,形成浆料。
b.将浆料涂覆在铜箔或不锈钢片上,形成负极片。
c.负极片烘干,以去除浆料中的溶剂。
3.隔膜制备:a.准备隔膜材料,通常使用聚合物薄膜。
b.切割适当大小的隔膜片。
4.电解液制备:a.准备电解液,通常为含锂盐的有机溶液。
5.电池组装:a.将正极片、隔膜和负极片依次叠放在一起。
b.在电极片叠放的结构上,滴加适量的电解液。
c.将电极片叠放结构卷曲,形成电池芯。
d.用铝箔或铜箔固定电池芯的两端。
e.将电池芯放入金属外壳中,并密封外壳。
6.充电和放电:a.将装配好的电池连接到适当的电子设备或充电器上,进行充电。
在充电过程中,锂离子从正极向负极运动,完成电池的充电。
b.在使用过程中,将电池连接到电子设备上,锂离子从负极向正极运动,释放能量,完成电池的放电。
扣式电池的制备和组装过程需要进行严格的操作和控制,以确保电池的性能和安全性。
在制备电池极片时,需要精确控制材料的比例和混合均匀度。
在电池组装过程中,需要保持环境洁净,并且正确固定电池芯和密封外壳,以防止电解液外泄和电池短路。
通过以上制备和组装步骤,我们可以制备出高性能和安全的扣式电池。
这种电池广泛应用于便携式电子设备、电动工具、电动车等领域,为人们的生活提供了方便和便捷。
终于找到了!史上最详细扣式电池极片制备和电池组装教程2018-11-13 V 微算云平台实验室锂离子扣式样品电池,包括半电池(half cell,正极极片/金属锂片、负极极片/金属锂片)、全电池(正极极片/负极极片)以及对称电池(正极极片/正极极片、负极极片/负极极片)。
扣式电池由成套的扣式电池壳及内部组件构成,不锈钢电池壳电化学稳定性好、密封性良好、尺寸较小、组装较为简单、价格便宜、适用温度为40~80℃,适合大量测试使用。
最近国内外企业开始研制高通量扣式电池自动组装设备,用于电池关键材料的批量加速验证和研发。
一般的扣式电池壳型号有CR2032、CR2025、CR2016等,实验室中常采用CR2032 型电池壳(即直径为20 mm,厚度为3.2 mm)。
扣式电池壳用后则报废,需增加金属回收环节以免浪费和污染环境。
还有一种可重复使用的电池——Swagelok电池,又称为模拟电池,也经常用于实验室测试,其电池壳采用不锈钢外壳和聚四氟乙烯内胆,可重复使用。
Swagelok型电池拆解便捷,适合用于电池拆解分析。
但模拟电池相对成本较高,且组装出一致性较好的电池需要规范的训练和一定经验。
一套CR2032 型电池壳包括:负极壳,弹片,两个垫片。
组装一个扣式电池的基本步骤包括:制浆、涂布、烘干、裁片、组装。
下面进行详细解释。
极片的制备实验室用极片制备过程可分为混料和涂覆两个步骤。
其中混料工艺主要包括手工研磨法和机械混浆法,涂覆工艺则包括手工涂覆和机械涂覆。
实验室进行混料时,依据供料的多少来确定采用手工研磨法或机械混浆法,如活性材料的质量在0.1~5.0 g时建议采用手工研磨法,活性材料的质量超过5.0 g时,建议采用实验室用混料机进行混料。
实验室中每次混浆量有限,常采用手工涂覆,当浆料足够时可采用小型涂覆机。
整个极片制作过程需要在干燥环境下进行,所用材料、设备都需要保持干燥。
图1为手工混料、手工涂覆方法制备极片过程,包括材料准备、活性材料和导电剂的称取和研磨、加入黏结剂、浆料研磨、取出浆料手工涂布极片、极片烘烤等步骤。
扣式电池制作操作指导书扣式电池制作操作指引1. 适用范围:此文件用于指导实验室扣式电池CR2032制作。
2. 操作方法2.1 匀浆按扣电配料配比进行单独匀浆,在配料前需将所用材料120℃烘烤不低于3h。
磷酸亚铁锂配方:主料:SP:KS6:PVDF=91:3:1:5锰酸锂及三元配方:主料:SP:KS6:PVDF=93:3:1:3负极石墨:C:SP:CMC:SBR=95.3:1.5:1.2:2匀浆方法:用电子天平精确称量所需材料放入250mL~500mL的烧杯内,然后进行充分混合。
2.2 涂布将浆料单面涂片。
负极涂布面密度参考值8-10mg/cm2;磷酸铁锂涂布面密度参考值12~15mg/cm2;锰酸锂及三元涂布面密度参考值17~20mg/cm2。
2.3 烘烤涂布好的极片先放入真空烘箱进行烘烤,烘烤温度为80℃,真空度应不低于0.08Mpa,时间不低于8小时。
2.4 极片辊压、取片、称重、标记2.4.1 烘烤后的极片用辊压机进行辊压,调整辊缝使负极材料的压实密度,参考值1.4~1.6 mg/cm3,磷酸亚铁锂正极材料的压实密度,参考值1.9~2.2 mg/cm3之间,锰酸锂正极材料的压实密度,参考值2.8~3.0mg/cm3之间,三元正极材料的压实密度,参考值3.0~3.5mg/cm3之间。
2.4.2 辊压后的极片用专用取样器进行打孔取样(?15mm),样片要求平整,边缘无毛刺。
2.4.3 用分析天平对样片进行精确称重,并做好记号标记。
2.5 样片烘烤把样片再放入真空箱进行烘烤不低于5小时,烘烤温度为80℃,真空度应不低于0.08Mpa。
2.6样片转移到手套箱待样片冷却后,将样片转入到手套箱内(氩气保护)。
2.7物料准备将电池上盖和底壳放入烘箱中85℃烘烤≥3h。
并提前采用专门的隔膜(32μm)裁片机裁片(?19mm)),放入真空干燥箱干燥24h以上,干燥压力-0.1Mpa,温度55±5℃,干燥后一并转入手套箱内(氩气)。
材料所扣式电池制作规程
1 适用范围
本规程适用于负极材料石墨。
2 扣式电池制作工艺流程
扣式电池的制作工艺流程如下:
活性物质
铝箔
极片
电解液
3 配件和仪器
配件:电解液;金属锂片;隔膜;滤纸;电池壳(CR2032);垫片以及弹片;N-
甲基-2-吡咯烷酮(NMP,电池级);聚偏二氟乙烯(PVDF);乙炔黑;铜箔;抽纸;无水乙醇;生料袋;塑封带。
仪器:惰性气体手套箱(水分,O2≤5ppm);烘烤设备(电烤锅、烘箱);压片机;切片机;刮刀;封口机;电子天平(0.1mg);锂离子电池电化学性能测试仪(电压0v~5v,电流0.01 mA~10mA);生化培养箱;磁力搅拌器。
4 实验步骤
4.1准备工作
4.1.1配胶
将PVDF粉末装入烧杯中(烧杯口需要用铝箔包好)在100℃的烘箱中进行烘烤,时间≥12h。
将PVDF与NMP按照质量比1:9的比例进行量取,放入250毫升烧杯中。
然后用保鲜膜将瓶口封好,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌时间≥12h。
4.1.2烘烤相关物品
4.2配料
配料的比例为:
活性物质:导电剂(super-p):粘结剂= 85:5:10(质量比)。
操作步骤:
配料前先将物料、铜箔、镊子等材料放入烘箱中150度烘2小时以去除其水分。
准确称取负极材料、导电剂、PVDF与NMP的混合溶液然后用保鲜膜封住杯口,用磁力搅拌器搅拌1h。
4.3搅拌
4.4涂布
4.4.1先用无水乙醇把刮板擦净,再把裁下的铜箔(长度15~20cm)平铺在刮板
上,用无水乙醇擦净铝箔表面,在铝箔上端写好编号、日期。
4.4.2将搅拌好的浆料倒在铜箔上部,用刮刀匀速从顶部刮至底部。
4.4.3将涂好的极片放置在加热板上,电压打到5档左右烘干,以极片明显变色为宜,约5min。
4.4.4把烘干的片放置于80℃烘箱内烘烤6h,再转入真空烘箱中110℃烘烤8-12h。
4.5极片制作
4.5.1切片
取出已烘好的极片,裁取约2cm宽,并裁好一张同样大小的纸,使涂有活性物质的一面与纸贴合(避免掉料)。
用Φ14的切刀在裁下的极片上切5~10个极片。
再裁四片烘过的铜箔
4.5.1压片
把切好的极片放在钢锭上,置于压片机上,并将压力压至8MPa。
4.7称量极片
每一个样品在电子天平上称取8-10个质量相近的极片,将称好的极片按编号放入培养皿中,准确称取其质量,再将四片铜箔逐一称重,计算平均质量。
4.6电池制作
4.6.1配件的放入
将培养皿从小室放入惰性气体手套箱中,要求手套箱中H2O和O2的浓度≤5ppm。
而后将充气开关进行从抽真空到补气的三次重复操作,最后将开关置于关闭状态。
4.6.2锂片除氧化膜
将锂片放在塑料板上,轻轻按住锂片,用小刀片将锂片正反两面表面的氧化膜轻轻刮去,尽量保持锂片表面平整少刻痕,一般以全部变为银白色为准。
将刮好的锂片放在一旁备用。
(此步骤只在锂片长时间放置,表面出现氧化膜时进行)4.6.3扣式电池组装
将负极壳放在干净的工作台上,放一个弹簧片(弹片凹面朝上),再放入一个垫片,然后将极片涂料面朝上放在垫片上,加3~5滴电解液后把隔膜铺在极片
上,使隔膜与极片充分浸润且没有气泡,加2~3滴电解液浸湿隔膜,将锂片平整的置于隔膜上,放一个垫片,盖上正极壳,用手轻轻捏起电池(严禁使用镊子夹电池)置于封口机正中间,缓慢加压至1200kg/cm2,最后将压好的电池放回培养皿中。
注意:每次镊子接触过电解液后必须使用滤纸将镊子擦拭干净,以免污染
4.6.4扣式电池的取出
电池制作完毕后,将手套箱原有的物品放回原位,将产生的垃圾连同扣式电池一起从小室取出,而后将充气开关进行从抽真空到补气的三次重复操作,最后将开关置于关闭状态
4.7电池测试
取出电池,将做好的扣式电池在相应的测试通道上夹好(注意正负极的对应),置于恒温箱内(常温25℃;高温50℃),启动Land电池测试程序即可。
具体的测试条件根据每种材料的要求而不同。