扣式电池制作方法.
纽扣电池的制作、组装与测试
纽扣电池的制作、组装与测试
一、实验目的:
(1)了解纽扣电池的组成与机构;
(2)掌握纽扣电池的组装原理;
(3)掌握纽扣电池的性能测试方法;
二、实验步骤及原理:
2.1 负极材料的混浆、涂膜、压片、成形
在深圳科晶生产的真空烘箱中以110℃,—0.1Mpa,保温5h的条件将焦粉和石墨化样品干燥;
按质量比焦粉(石墨):CMC(羧甲基纤维素钠,深圳科晶提供,电池级):导电剂(C65,深圳科晶提供,电池级):SBR(聚苯乙烯丁二烯共聚物,深圳科晶提供,电池级)=100:1.3:1.3:2。6,水(超纯水):乙醇=80:10,依次加入焦粉(石墨)、CMC、导电剂、水和乙醇的混合物,每加一种样品之前,都要将原先的混合物混合均匀,再行添加,加入SBR混合均匀;
用厚度尺寸为150um的涂膜器将其均匀的涂覆在9um铜箔上;在120℃真空(真空度为—0.1Mpa)下干燥6h;
用对辊机以3Mpa压制成型,最后裁剪成直径为1cm的圆片.
2.2 CR2016型扣式电池的组装
以金属锂为对电极,在充满干燥氩气的手套箱中组装成CR2016型扣式电池。其组装顺序为正极壳-极片—电解液—隔膜纸—电解液—锂片—负极壳。封口压强为50kg/cm3。
2。3 电池的容量测试
将组装好的电池在手套箱内静置12h后取出,按正负极一致的顺序将电池夹好,使用武汉产的蓝电测试系统对纽扣电池进行比容量测试。采用恒流充放电的方式,循环次数为20次,电流密度为50mA/g,电位为0~2.5V,扫描速率为0。1mV/s。
2.4 电池的倍率性能测试
采用和电池比容量测试一样的测试方法,对电池进行倍率性能测试。测试采用的是恒流充放电,只是这里指的恒流是在一定循环次数内的恒流,并不是全过
最详细扣式电池极片制备和电池组装教程
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
最详细扣式电池极片制备和电池组装教程
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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、
扣式电池制作规程-负极
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。
扣式锂电池原理
扣式锂电池原理
扣式锂电池是一种常见的锂离子电池类型,具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点。它的工作原理可简述如下。
首先,扣式锂电池由正极、负极和电解质组成。正极一般采用锰酸锂、钴酸锂或磷酸铁锂等材料,负极则通常是石墨。电解质是由锂盐和有机溶剂混合而成。
当电池充电时,正极材料中的锂离子离开正极,通过电解质移动到负极,同时伴随着正负极的电化学反应。正极材料中的金属离子会接受电子并转化为锂离子,而负极材料中的锂离子则释放电子并转化为金属离子。
当电池放电时,相反的过程发生。锂离子从负极移动到正极,同时电池释放出电能。这时,正极材料中的锂离子会失去电子并转化为金属离子,而负极材料中的金属离子则接受电子并转化为锂离子。
扣式锂电池的工作原理本质上是通过正负极材料中的锂离子在充放电过程中的迁移与转化来实现能量的存储和释放。这种电池原理的优势在于能够提供相对较高的电能密度和功率输出,适用于各种便携式电子设备和电动车辆等领域的应用。
最详细扣式电池极片制备和电池组装教程
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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。
无汞碱性扣式电池及其制造方法[发明专利]
专利名称:无汞碱性扣式电池及其制造方法
专利类型:发明专利
发明人:郭华军,李新海,王志兴,彭文杰,丁淑荣,李超群,胡启阳,张云河
申请号:CN200610031669.2
申请日:20060518
公开号:CN101075675A
公开日:
20071121
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种无汞碱性扣式电池,包括负极盖、负极锌膏、隔膜、正极片、正极壳,负极盖内表面镀上一层锡铟、锡铋或锡铟铋合金负极盖合金镀层,合金镀层含锡80%-98%,含铟0%-20%,含铋0-20%,在冲压成片的负极盖半成品凹坑的一面电镀一层合金镀层,或先电镀合金镀层,再冲压制成负极盖,再进行热处理。正极片为二氧化锰片、氧化银片、氧化银锰混合片或氢氧化亚镍与二氧化锰混合片。本发明能有效地抑制无汞扣式碱性电池析气臌胀,解决了及滥用条件下的安全性问题,生产过程对环境友好,实现了碱性扣式电池的无汞化生产。
申请人:中南大学
地址:410083 湖南省长沙市麓山南路1号
国籍:CN
代理机构:中南大学专利中心
代理人:胡燕瑜
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组装扣式电池步骤及所需材料
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。
扣式锂离子电池制作过程及蓝电设备使用PPT课件
天12/平29/2:019Metler Toledo (精确到0.00001mg)
1
3. 负极片准备 (1)Cu foil: (合肥科晶)厚度为 10µm,尺寸大小自己确定 (2)Cu foil 放置在玻璃板上,用标签或者胶带固定四角,保持平整 见下图:
wk.baidu.com
12/29/2019
2
4. 研磨 (1) active materials:研磨6次即15-20min,充分混合 (2)active materials+PVDF solution:研磨3次即5min (3)将混合物放置在之前(第三步)制作的Cu foil 上,然后用玻璃棒涂膜一次。 (保证混合物的质量在0.5-3mg/cm2)(Cu foil 的质量需要称量,最后计算活性物质质量) 见下图:
12/29/2019
4
3. 研磨: 将active materials and conductive materials 混合,然后用研钵研磨至均匀;
加入到装有PTFE溶液的小烧杯中,加入适量的异丙醇搅拌至混合物可以粘走烧饼 壁上的物质。(软硬要合适)
4. 擀膜:
将混合物放置在 碾压机上 (深圳晶科诺尔,JK-GYJ-100A 水平式手动碾压机,外形 330x320x460) ;调节厚度从30开始,擀膜1-2次;调到20擀膜1-2次;再调整到10或 者更低 擀膜几次,直到形成非常均匀的膜。擀膜过程中可以添加异丙醇。
扣式锂离子半电池测试方法
扣式锂离子半电池测试方法
1.材料准备:
选取合适的锂离子电池负极材料,如石墨或硅材料,并对其进行预处理,如将石墨进行球磨处理,将硅材料进行纳米粉碎。
2.制备半电池:
将预处理后的负极材料与锂盐溶液混合,得到可溶液,再将可溶液均
匀涂覆到适宜的导电基底上,如铜箔或不锈钢片。将制备好的负极片与锂
金属片堆叠在一起,形成半电池结构。
3.测量电化学性能:
将半电池放入电化学测试系统中进行测试。首先是电化学阻抗谱测试,通过测量各频率下的交流阻抗,获得电极和电解液之间负极界面的电化学
响应特性。其次是循环伏安测试,测试阳极和阴极的电位随时间的变化。
最后是恒流充放电循环测试,通过在不同电流密度下进行充放电循环,评
估负极材料的电化学性能和循环稳定性。
4.结果分析:
根据测试结果,可以分析半电池的电化学性能和循环稳定性。通过电
化学阻抗谱可以获得负极材料的电荷传输过程和电解液的扩散过程信息,
可以评估负极材料的导电性和锂离子嵌入/脱嵌速率。通过循环伏安测试
可以获得电极的氧化还原反应过程信息,包括氧化还原峰的位置和形状等。通过恒流充放电循环测试可以评估负极材料的循环性能和容量保持率。
5.参数优化:
根据测试结果,可以对负极材料进行优化。例如,如果发现电化学阻抗较大,则可以尝试改变材料配方或表面改性来提高电荷传输速率。如果发现容量损失严重,则可以尝试改变材料结构或嵌入机制,以提高循环稳定性。
总结:
通过上述扣式锂离子半电池测试方法,可以评估负极材料的电化学性能和循环稳定性。这有助于优化负极材料的设计和制备,提高锂离子电池的性能和循环寿命。
扣式电池制作及性能测试
扣式电池的制作及性能测试
主讲人:锂电老李
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☐扣式电池介绍
☐极片的制备☐扣式电池的组装☐扣式电池的测试☐数据分析
目录
扣式电池介绍PART
ONE
扣式电池介绍
型号尺寸(直径*厚度)
CR3032
30mm*3.2mm CR2450
24mm*5mm CR232023mm*2mm CR2032(常用)
20mm*3.2mm CR2025
20mm*2.5mm CR1025
10mm*2.5mm
纽扣电池(Coin cell )也称扣式电池,是指外形尺寸象一颗小纽扣的电池,因
为体积小,故在各种微型电子产品中得到了广泛的应用,直径从4.8mm 至30mm ,厚度从1.0mm 至7.7mm 不等;一般用于各类电子产品的后备电源,如
电脑主板,电子表,电子词典,电子秤,遥控器,电动玩具,心脏起搏器,电子
助听器,计数器,照相机等。
极片的制备PART
TWO
手工制备极片的流程示意图
机械搅拌制备极片的流程示意图
1、正极片的制备
⚫组成:活性物质(NCM、LFP等):导电剂(CNT、SP、科琴黑等):粘结剂(PVDF)=85-90:5-8:5-8(质量比)⚫分散过程:将导电剂加入溶有PVDF的NMP中(NMP添加量需要实验);
强力搅拌30min-2h;
加入活性物质;
强力搅拌2h以上;
观察浆料状态是否可以使用;
浆料的涂布(面膜密度一般在10mg/cm2以下,手动涂布或设备涂布)
烘烤(温度100℃以上)
2、负极片的制备
⚫组成:活性物质(石墨、硅碳等):导电剂(SP):粘结剂(CMC、SBR)=85-90:5-8:2-4:2-4(质量比)
纽扣电池的制作流程
纽扣电池的制作流程
全文共四篇示例,供读者参考
第一篇示例:
纽扣电池是一种常见的纽扣形状的电池,通常用于小型电子设备,如手表、计算器、遥控器等。它的制作过程并不复杂,但需要经过多
道工序才能完成。下面将详细介绍纽扣电池的制作流程。
第一步:材料准备
制作纽扣电池所需的材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、密封材料等。正极材料通常为锂钴酸锂、锂铁磷灰石等,负极材料为
石墨或硅等。电解液通常是碳酸锂或聚合物电解质。密封材料一般为
铝箔和聚丙烯。
第二步:正负极生产
正负极是纽扣电池中最重要的部分,它们的制作质量直接影响到
电池的性能和寿命。正负极的生产一般包括混合、涂布、干燥、切割
等工序。正极主要由正极活性物质、导电剂和粘结剂混合而成,然后
通过涂布机涂布在铝箔上,经过干燥后切割成适当尺寸。负极的生产
工序与正极类似。
第三步:电芯制造
将正负极片和电解液一起卷成管状,形成电芯,然后通过高温焊
接封口。焊接完成后,通过真空密封或浇注密封等方法封装成电芯,
保证电芯内部密封性良好,以防止电解液泄漏。
第四步:成品测试
制作完成的纽扣电池需要进行各项测试,包括电压测试、内阻测试、循环寿命测试等。只有通过严格的测试,确保电池质量合格后,
才会被包装出厂。
第五步:包装出厂
通过自动包装机将成品电池按规定数量包装成标准包装盒,然后
装箱出厂。在进行包装过程中要确保电池不受挤压和震动,以免影响
电池性能。
纽扣电池的制作工艺相对简单,但其中包含了许多关键环节,每
个环节都必须严格控制,以确保电池的质量和性能。在生产过程中要
遵循严格的操作规程,采用先进的生产设备和技术,确保电池的质量
纽扣电池的制作流程
纽扣电池的制作流程
1. 材料准备,制作纽扣电池的材料通常包括锂金属或锂化合物、电解质、正极材料和包装材料。这些材料需要严格按照配方比例准备。
2. 正极制备,首先,正极材料(如二氧化锰)被混合和研磨,
然后涂覆在铝箔上,形成正极片。
3. 负极制备,锂金属或锂化合物被切割成薄片,并涂覆在铜箔上,形成负极片。
4. 组装,将正负极片与电解质层和隔膜一起叠放,然后通过卷
绕或叠层的方式组装成电池芯。
5. 封装,将电池芯放入金属壳体中,并注入密封材料,然后进
行密封焊接,以确保电池内部不泄漏。
6. 充电和测试,对已封装的纽扣电池进行充电和放电测试,以
确保其性能符合标准要求。
7. 包装和成品检验,将通过测试的电池进行包装,并进行成品检验,包括外观检查、电压测试等。
8. 成品入库,最后,合格的纽扣电池被送入成品库存,等待出售或下一步的生产流程。
总的来说,纽扣电池的制作流程涉及材料准备、正负极制备、组装、封装、充电和测试、包装和成品检验等多个环节,每个环节都需要严格控制和操作,以确保最终产品的质量和性能符合要求。
扣式电池组装与测试
【干货】锂扣式电池组装与测试
一、扣式电池制备与组装
1.正极配料活性物:PVDF:导电剂(乙炔黑)=8:1:1
2.负极配料活性物:PVDF:导电剂(乙炔黑)=7:2:1
3.溶剂NMP依据物料情况来定,经验值
4.涂布采用涂布制样器简单涂布
5.干燥自然干60℃,真空干110℃(24h).如果水分子在材料晶格内,干燥温度为60-70℃
5.把正负极制片放入真空手套箱进行组装
注:①不管正极材材料还是负极材料都组装为正极,锂片为负极
②2016和2025型锂扣电组装示意图如下
二、扣式电池循环伏安(CV法)测试步骤
1.采用三电极系统,工作电极(绿色)接正极,参比电极(白色)和对电极(红色)接负极.
2.打开电化学工作站,点击控制Control---开路电位OCV,记下开路电位.
3.接着选择循环伏安法CV.
4.参数设置:初始电位Init为OCV电位,高电位High为5V,低电位Low为1.5V,终止电位Final为5V,灵敏度Sensitivity为1e-6,扫描速度Scan Rate为0.1mV/s.
5.点击运行Run.
三、扣式电池交流阻抗测试步骤
1.采用三电极系统,工作电极(绿色)接正极,参比电极(白色)和对电极(红色)接负极.
2.打开电化学工作站,点击控制---开路电位,记下开路电位.
3.接着选择交流阻抗EIS.
4.参数设置:初始电位为OCV电位,高频High Frequency1e为1e-5 Hz,低频Low Frequency1e 为1e-1 Hz,振幅Amplitude<10mV.
5.点击运行Run.
扣式电池制作作业指导书
2032 型扣式电池制作作业指导书
签字日期
编制
审核
批准
1.适用范围:
2.人员分工:
工序负责人
原料预备和选购
设备预备和维护
配件预备——粘结剂的预备
配件预备——隔膜的预备
配件预备——壳体、弹片、垫片预备
配件预备——玻璃器皿、磁子和浆料罐预备
配件预备——锂片的预备
配混料工序
涂布工序
辊轧工序
组装工序
扣电测试工序
扣电数据记录和整理
3.原料预备:
原料名称规格生产厂家
磷酸铁锂〔LiFePO4〕-自产
锂片φ15.6*0.6mm 天津中能锂业
常规型电解液LD-2 东莞市杉杉材料
低温型电解液TC-E2602 广州天赐材料股份隔膜
导电剂〔Super P〕瑞士特密高
粘结剂(PVDF)HSV900 法国阿克玛N-甲基吡咯烷酮(NMP) ≥99.0% 国药集团化学试剂无水乙醇≥99.7% 国药集团化学试剂
壳体2032
弹片2032
垫片2032
磁子
玻璃器皿
浆料罐
4.设备预备: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〕〕、鼓风枯燥箱〔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.配件预备:
4.1将扣式电池正负极壳体、弹片、垫片用酒精浸泡8h 后进展超声清洗,放入120℃鼓风烘箱烘8 小时后,快速放入事先预备的双层密封袋封口处理,然后放置手套箱中备用(注:〔1〕盖板与底壳确定要分开放置,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)。
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(Ø15mm),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。
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扣式电池制作——电池组装
步骤8:电池封口
工艺流程:用封口机将组装好 的电池封口。
设备:封口机
设备型号: ① MSK-110 小型液压纽扣电池封口机 ② MSK-PN110 小型气动纽扣电池封口
机 ③ MSK-E110 压力可控电动扣式电池
封口机
扣式电池制作——电池检测
步骤9:电池化成及检测 工艺流程:将电池放电充电一 次。
设备类型:切片机
设备型号: MSK-T10 手动切片机
扣式电池制作——极片制作
步骤6:真空烘干
工艺流程:所有极片材料都是会吸 水的,在填充电解液之前,一定要 进行干燥。
设备:烘干机
设备型号: DZF-6020 真空干燥箱 DZF-6050 MS 52升真空干燥箱
扣式电池制作——电池组装
步骤7:注电解液
区8.5"管式炉 ③ GSL-1600X-OTF-1600℃单温区
开启式30段可编程管式炉。 等等
扣式电池制作——原料调配
步骤2:干粉处理
工艺流程:通过对原料的研磨、 搅拌、过滤,制得用于涂敷极片 的原料。
设备:研磨设备、混料设备、过滤设备、粘度计
设备型号: ① 行星式混料机MSK-SFM-(1 -16)系列 ② 高速震动球磨机MSK-SFM-3 ③ 真空超声波处理器MSK-VUSP-12 ④ 浆料除铁过滤处理机MSK-FT02 ⑤ 数字旋转粘度计SNB-2-H
扣式电池工艺流程
干粉处理 真空搅拌 浆料过滤 极片涂层 极片辊压 极片冲片 隔膜冲片 真空烘干 气氛控制 极片组装 注电解液 电池封口 电池化成 成品测试 完成
扣式电池制作——材料准备
步骤1:材料烧结
工艺流程:对材料烧结
设备:管式炉或箱式炉
型号: ① 6“单温区CVD真空管式炉。 ② GSL-1100X-8.5-III-1100℃三温
工艺流程: 1)工作环境:手套箱,水含量 ≤0.1PPM,氧气含量≤0.4PPM。
设备:手套箱、移液器、镊子
设备型号: ① VGB-10-I 单工位手套箱 ② VGB-10-II 双工位手套箱 ③ BD-200µL BRAND移液器
扣式电池制作——电池组装
2)组装:用镊子按顺序依 次放置①②③④,②大口朝 下,对中放置。用移液器注 入适量电解质,浸润负极片。 放入⑤,用移液器注入适量 电解质,足够浸润正极片, 最后依次放入⑥⑦⑧⑨。
扣式电池制作——极片制作
步骤3:极片涂层
工艺流程:将制作好的正负极材 料均匀涂敷到铜箔或铝箔上。
设备:涂布机
设备型号: ① MSK-AFA-I 自动涂敷机 ② MSK-AFA-III 自动涂膜烘干机 ③ AFA-IV-小型涂布机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
扣式电池制作——极片制作
步骤4:极片辊压 工艺流程:将制作好的正负极片放到对辊机 辊压,使极片更加结实,同时减少极片厚度。
设备:辊压机
设备型号: ① MSK-2150 电动对辊机 ② MSK-HRP-01 加热型电动对辊轧机
(表面电镀轧辊) ③ MSK-2300 液压平衡电动对辊机 ④ MSK-2300A 液压平衡电动对辊机
扣式电池制作——极片制作
步骤5:极片及隔膜冲片
工艺流程:将辊压过的极片通过切 片机切成合适规格的极片,大小有 模具决定。如R16、R20、R24。
设备:电池测试仪 设备型号: BTS8-5V1mA 八通道电池测试仪
扣式电池制作——电池分拆
工艺流程:对已经完成的电池 如果需要拆开进行检查或分析, 则需要进行电池分拆。
设备:电池拆卸机
设备型号: MSK-110D 扣式电池拆卸机 (该设备与电池封口设备一样, 将封口模具更换为拆卸模具即 可。)
扣式电池拆卸模具, 设备可更换磨具使用