扣式电池制作流程

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。

实验5 锂离子电池装配及表征一．锂离子电池的工作原理锂离子电池是在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池基础上发展来的。

在锂离子电池中, 正极是锂离子嵌入化合物, 负极是锂离子插入化合物。

在放电过程中, 锂离子从负极中脱插, 向正极中嵌入, 即锂离子从高浓度负极向低浓度正极的迁移；相反, 在充电过程中, 锂离子从正极中脱嵌, 向负极中插入。

这种插入式结构, 在充放电过程中没有金属锂产生, 避免了枝晶, 从而基本上解决了由金属锂带来的安全问题。

在充放电过程中, 锂离子在两个电极之间来回的嵌入和脱嵌, 被形象地称为“摇椅电池”(Rocking Chair Batteries), 它的工作原理如图 1.1所示。

二．锂离子电池的制备工艺和需要注意的问题1.制备工艺流程配料----和膏-----涂板----干燥-----冲片-----压片-----扣式电池的组装（具体过程见讲义）2.需要注意的问题（思考题第一题）扣式锂离子电池制备工艺的关键是和膏、电极制备、电池装配及封口。

研究发现, 和膏及电极制备工艺对活性物质是否掉粉有重要影响, 而电池的装配和封口工艺则是影响扣式锂离子电池充放电性能的主要因素。

（2）当正极原料配比固定时, 对极片质量影响最大的便是搅拌过程, 搅拌方法选择不好将会导致极片的导电性降低和极片掉粉, 极片掉粉将会直接影响电池容量等。

搅拌方式有超声波搅拌、磁力搅拌、强力搅拌以及手工研磨。

经研究发现采用强力搅拌和超声波搅拌得到的极片质量最好, 而在本实验中我们使用的搅拌效果最差的手工研磨, 这很难得到好的结果。

所以在和膏时要注意搅拌方式的选择。

（3）干燥温度和时间选择不适也会导致极片掉粉, 干燥的目的是为了除去膏体中大量的溶剂NMP 以及在配膏过程中吸收到的水分, 温度和时间都应选择合适。

压片时压力要选择适中, 压片的目的主要有两个: 一是为了消除毛刺, 使极片表面光滑、平整, 防止装配电池时毛刺穿透隔膜引起短路; 二是增强膏和集流体的强度, 减小欧姆电阻。

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2018-11-13V实验室锂离子扣式样品电池,包括半电池 halfcell,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20mm,厚度为。

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～时建议采用手工研磨法,活性材料的质量超过时,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。

实验⼋锂离⼦电池制备及性能测试实验指导书实验⼀：锂离⼦电池制备及性能测试实验学时：6实验类型：综合实验要求：必修⼀、实验⽬的(1）了解锂离⼦⼆次电池的⼯作原理；(2）了解电解质溶液的导电机理和锂离⼦电池电极材料的合成⽅法；(3）掌握扣式锂离⼦电池电极的制备⼯艺及电池的装配过程；(4）掌握锂离⼦电池电性能测试⽅法。

⼆、实验内容扣式锂离⼦电池电极的制备⼯艺及电池的装配过程和扣式锂离⼦电池电化学性能测试。

三、实验原理、⽅法和⼿段液态锂离⼦⼆次电池通常采⽤层状复合氧化物为正极，⼈造⽯墨或者天然⽯墨为负极，充放电过程中通过锂离⼦的移动实现。

以商品化的液态电解质锂离⼦电池为例，如下图1- 1，正极材料和负极材料分别为LiFePO4和⽯墨，以LiPF6- EC-DEC为电解液，其电池⼯作原理如下：锂离⼦电池实质上是⼀种锂离⼦浓差电池，正负电极由两种不同的锂离⼦嵌⼊化合物组成。

正极材料是⼀种嵌锂式化合物，在外界电场作⽤下化合物中的Li 从晶体中脱出和嵌⼊。

当电池充电时，Li+离⼦从正极嵌锂化合物中脱出，经过电解质溶液嵌⼊负极化合物晶格中，正极活性物处于贫锂状态；电池放电时，Li+则从负极化合物中脱出，经过电解质溶液再嵌⼊正极化合物中，正极活性物为富锂状态。

为保持电荷平衡，充放电过程中应有相同数量的电⼦经外电路传递，与Li+⼀起在正、负极之间来回迁移，使正、负极发⽣相应的氧化还原反应，保持⼀定的电位。

⼯作电位与构成正、负极的可嵌锂化合物的化学性质、Li+离⼦浓度等有关。

在正常充放电过程中，负极材料的化学结构不变。

因此，从充放电反应的可逆性看，锂离⼦电池反应是⼀种理想的可逆反应。

锂离⼦电池在⼯作电位与构成电极的插⼊化合物的化学性质、Li+的浓度有关。

充电：LiFePO4 - xLi+ - xe- →xFePO4 + (1-x)LiFePO4放电：FePO4 + xLi+ + xe- →xLiFePO4 + (1-x)FePO4图1- 1. 锂离⼦电池⼯作原理，LiFePO4为正极，⽯墨为负极.研究表明，Li+的脱嵌过程是⼀个两相反应，存在着LiFePO4和FePO4两相的转化，充电时，铁离⼦从FeO6层⾯间迁移出来，经过电解液进⼊负极，发⽣Fe2+→Fe3+的氧化反应，为保持电荷平衡，电⼦从外电路到达负极。

扣式电池组装相关知识前言任何一种新的电池材料的开发通常经过实验室研发、小试、中试以及规模放大和商业化应用五个阶段。

其中实验室研发阶段是对材料性能测试、验证以及价值判断的必要阶段。

因为实验室的测量数据除了具有重要的科研价值外，还有助于在早期开发阶段判断某些材料及电池体系是否具有实际应用价值及商业开发价值。

实验室扣式电池除了用于对现有材料的性能进行检测之外，还用于对新材料、新工艺产品进行初步的电化学性能测试与评价，正确的组装扣式电池对该材料的开发与制备、全电池设计与应用有着重要意义。

一、扣式电池材料基本介绍锂离子扣式电池主要由以下几部分组成：正极壳、负极壳、（正/负）极片、隔膜、垫片、弹片、电解液。

常用的正规的商品扣式电池CR2032中的C表示正极是MnO2,还有BR系列，B表示正极是氟化碳。

C或者B代表扣电体系，R代表电池外形为圆形。

前两位数字为直径（单位mm），后两位数字为厚度（单位0.1 mm），取两者的接近数字。

例如CR2032 的大略尺寸为直径20 mm，厚度 3.2 mm。

1.1 电池壳下图为CR2032扣式电池电池壳，正极壳较大，负极壳为表面有网状结构且较小，所以一般组装过程从负极壳开始。

图1 CR2032扣式电池正极壳（左），负极壳（右）1.2 极片极片的制备工艺对电化学性能能否充分发挥有重要影响，我们会在2.1中重点讲解，此处简要介绍。

下图为正极材料所制备的极片。

图2 正极片（左）与铝箔（右）锂离子电池极片的正、负极集流体分别为铝箔和铜箔。

如果选用单面光滑的箔材，往往在粗糙面上进行涂布，以增加集流体与材料之间的结合力。

箔材的厚度要求不严格，但对箔材的面密度均匀性有比较高的要求。

硅基负极材料一般选用涂碳铜箔以提高黏附性，降低接触电阻，以增加测试结果的重现性，提高充放电循环性能。

什么样的极片才是好极片？应该满足这几方面：（1）浆料涂布均匀，观察不到明显的厚度不均匀，特别薄的地方甚至能观察到亮色的铝箔；（2）极片保持完整圆形未受损坏，周围尽量没有毛刺；（3）极片涂布区域没有颗粒物并且没有明显的掉粉现象。