扣式锂电组装工序正式版

正极材料扣式电池制作

工艺一

一、配料

1.1 物料与器具：

待测正极活性物质、乙炔黑、导电石墨、石墨烯、PVDF、NMP( N-甲基-2-吡咯烷酮)、电子天平（精度：0.0001g）、研钵、小勺、滴管；

1.2准备工作

1.2.1物料烘烤

每隔15天一次将活性物质、乙炔黑、导电石墨、PVDF在真空干燥箱进行烘烤。烘烤参数：100℃，真空（-0.1Mpa），8-12h，烘烤时将物料置于烧杯内或者试剂管中进行；

烘烤后的活性物质、乙炔黑、导电石墨、PVDF放入试剂管内，再置于干燥器中保存。

1.3 操作步骤

1.3.1 浆料配制

（1）将称取的活性物质与导电剂在玛瑙研钵中混合研磨均匀，用时15分钟。（2）待活性物质与导电剂混合均匀后加入称量好的粘结剂（PVDF），继续研磨5分钟，将这三者混合均匀。

（3）待上述三种干粉研磨均匀后，将研钵转移到鼓风干燥箱中（温度设置为45℃，）干粉干燥5分钟（此步骤是为了减少大气湿度对样品的影响，若大气湿度≦60％时，此步骤可省略）。

（4）加入溶剂1甲基-2-吡咯烷酮（NMP）3-4滴，然后用研磨棒研磨7-10分钟研磨均匀（此过程在鼓风干燥箱内完成）。注：NMP尽量从研磨棒上滴下，且液体最好滴在混合粉末正中，配制好的浆料呈胶膏状。

注意事项:

（1）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，称量前必须检查调整天平水平情况，并用法码校准天平。称量时必须精确

（2）配料过程中尽量避免水分的影响，既保证容器和物料的干燥。

二、涂布

2.1物料与器具

配制好的浆料、毛笔、铝箔、纸巾、鼓风烘箱、镊子、铝箔

2.2 准备工作

铝箔的裁剪：利用铝箔裁剪专用打孔器，裁剪相应尺寸的铝箔片。

2.3 操作步骤

（1）为了减少大气中水分对图片的影响，在45℃的鼓风干燥箱中左手用镊子夹取铝箔，右手用毛笔蘸适量浆料，顺着一个方向均匀的涂敷在铝箔上。（铝箔的涂覆面为比较光亮，有竖纹经过处理的一面）涂覆完成后，常温晾干。然后将制备的正极片放入真空干燥箱，真空到-0.1Mpa在100℃下干燥8-12h。

2.4 极片压片

（1）取出涂料后烘干的正极片（待真空干燥箱温度示数降到50℃以下），在压片机上压片，压力6-10MPa（压力根据活性材料可适当调整）。

（2）称量压片好的正极片，用称量纸包装，并相应编号

2.3 注意事项

（1）铝箔有折痕时，必须去掉有折痕的部分，再投入使用。

三、组装

3.1 物料与器具

电池下盖（负极壳）、电池上盖（正极壳）、一次性吸管、隔膜、镊子、封口机

3.2 准备工作

3.2.1 隔膜裁剪

将干净白纸放置于桌面上，再将隔膜置于白纸上。裁剪出两倍隔膜宽度的白纸，对折使隔膜正好夹在对折的两片白纸中间，利用隔膜专用打孔裁剪器裁剪出隔膜片待用。

3.2.2电池正极壳编号

将电池正极壳编号号码与极片编号对应。

3.2.3手套箱设备的打开以及扣式电池组装材料的放入方法

（1）先打开手套箱舱顶上的开关，然后打开手套箱电源开关、箱内电灯开关。打开氩气钢瓶开关（逆时针旋转）再打开减压阀（顺时针旋转，示数为1格即可）（2）将方盘放入过渡箱：组装材料包括正极壳，正极片，隔膜，泡沫镍，一次性滴管以及其他所需物品等。关闭过渡舱门进行过渡舱抽真空，将抽真空旋钮缓慢旋到最大，待指针指向-30结束。

（3）充氩气：旋开充气旋钮，有气流通过即可（不用太大）。待过渡舱压强显示为0(max)时立即结束充气（指针可能会回旋使示数小于0要充气调整）

（4）佩戴一次性手套用橡胶手套，在手套箱内进行操作，打开过渡舱，取出方盘，然后关闭过渡舱门。

3.3组装操作步骤

（1）在手套箱内按编号将正极壳顺序开口向上平放在方盘内。

（2）用镊子小心夹取正极片，将涂布面向上，放于正极壳的正中间。注：这一步骤应该反复练习，确保镊子夹取的力度合适，不会损伤正极片，严防弯折或者扭曲正极片，保持平整的放在正极壳正中。

（3）用一次性吸管酌量吸取电解液，滴加1-2滴电解液于正极片正中，以均匀润湿电极片表面。

（4）隔膜置放：用镊子夹取隔膜至于正极片上。这一步尤其要小心，不要使隔膜提前接触到电解液，应该将隔膜先对准电池壳边缘，缓缓退出镊子，均匀覆盖而下。

注：所选扣式电池型号为2025，隔膜直径为19mm，与扣式电池型号匹配。（5）再次用一次性滴管吸取电解液，润湿隔膜表面（3滴为宜），由于隔膜是惰性且洁净的物质，这时可以使用滴管前端轻轻碰触隔膜，使之更加平整，均匀，尽量避免隔膜的褶皱。

（6）锂片置放：置于隔膜正中，此步骤需要大量的练习。

注：锂片应恰好置于电池壳中间，这是最难的一步，必须一次成功。因为锂片和电解液、隔膜会产生粘附，如果放不准，调整非常困难。

（7）泡沫镍置放：置于锂片上，应置于正中。（根据电池内部情况，调整泡沫镍数量）

注：这个步骤也需要进行大量练习，与前一步不同的是，这一步的泡沫镍如果略微放偏，可以进行小心的调整。

（8）镊子夹取负极壳覆盖，并用镊子的缓冲面小心按压，使整个电池平整。（9）封口：用镊子夹起完成的电池(注意：镊子应夹紧，保证此时不发生漏液、

内部滑移等现象)置入封口机前，采用纸巾擦净电池表面并将电池以镊子夹紧，正极朝上置入压片槽。采用50Kg/cm2的压强封口。封口后的电池静置12h，即可进行电化学测试

3.4扣式电池组装后，手套箱的处理：

（1）用纸巾擦干净封口槽，进行仪器和药品归位。然后将废弃的纸巾滴管以及装好的电池等需要带出的东西规整收拾在方盘中，一并带出。

（2）将方盘方入过渡舱，关闭内舱门。从过渡舱中取出方盘（取出方盘的速度宜快，尽量缩短过渡舱外舱门打开的时间）。

（3）对过渡舱进行抽真空充氩气，操作同3.2.3中（2）、（3）、（4）条。关闭氩气钢瓶开关（顺时针方向旋转）再关闭减压阀（逆时针旋转）。

（4）最后关闭手套箱电源，和舱内电灯开关，以及舱顶开关。

四、电化学性能测试

4.1 物料和器具

装配好的电池（静置12h以后）、蓝电测试系统

4.2 操作步骤

（1）将电池装入所选的通道，并做好记录。

（2）在软件中对应的通道窗口双击或者点击鼠标右键，点击“启动”，按要求调入测试程序，先把修改存放的地点（先建好的文件夹），再进入主参数设置，按计算好的结果修改电流，设置好电压区间，最后输入活性物质质量，开启程序。

测试部分参数（0.2c充放电）：

LiMn2O4测试电压：3. 0-4.4V 理论容量：148mAh/g

LiFePO4测试电压：2.0-4. 0V 理论容量：170mAh/g

三元材料测试电压：3.0-4.4V 理论容量：160mAh/g

五、循环伏安测试

5.1 物料和器具

装配好的电池（静置12h以后）、蓝电测试系统