Preparação e montagem de baterias botão

1. Componentes da bateria tipo botão de íon de lítio:

1.1 caixas de célula tipo moeda

A seguir está o invólucro da bateria de célula tipo moeda CR2032, o invólucro positivo é maior, o invólucro negativo tem uma estrutura de rede na superfície e é pequeno, então o processo de montagem geral começa a partir do invólucro negativo.

1.2 Placa Pólo

O processo de preparação da folha de eletrodo tem uma influência importante sobre se as propriedades eletroquímicas podem ser totalmente utilizadas.

A figura a seguir mostra a placa do eletrodo preparada pelo material do eletrodo positivo.

O processo de preparação das folhas de eletrodo positivo e negativo é o mesmo, a diferença é que o eletrodo positivo é revestido na folha de alumínio e o eletrodo negativo é revestido na folha de cobre, por que?

Em primeiro lugar, a condutividade elétrica de ambos é relativamente boa, a textura é relativamente macia e o preço é relativamente baixo.

Em segundo lugar, o alumínio em si é relativamente ativo; em baixo potencial, o alumínio aparecerá como lítio, liga de alumínio e lítio, e não como um coletor negativo. Se a folha de alumínio for usada como coletor negativo, o alumínio formará uma liga com o lítio e depois com o pó, afetando seriamente a vida útil e o desempenho da bateria.

Finalmente, o cobre é fácil de oxidar em alto potencial e não é adequado como coletor positivo. A camada de óxido na superfície do cobre é um semicondutor e o elétron é condutor. Quando a camada de óxido for muito espessa, a impedância aumentará. Ao mesmo tempo, o lítio não formará liga de lítio no mesmo local.

Que tipo de filme polar é um bom filme polar?

Esses aspectos devem ser satisfeitos:

1) O revestimento da pasta é uniforme, nenhuma espessura óbvia não é uniforme, especialmente locais finos podem até observar folha de alumínio brilhante;

2) A peça polar permanece intacta e redonda sem danos, e não há rebarbas ao seu redor, tanto quanto possível;

3) Não há partículas na área de revestimento e nenhum fenômeno óbvio de queda de pó.

1.3 Separador

Oseparadorusado no laboratório é geralmente Celgard2400 ou outros produtos da série Celgard, que é estampado em uma pequena folha redonda e usado após o diâmetro ser ligeiramente maior que a folha de eletrodo positivo e negativo.

Qual é a função doseparador?

Simplificando, se não houverseparador, os pólos positivo e negativo estão em contato direto, ou seja, ocorrerá um curto-circuito, por isso algumas baterias devem inibir a geração de dendritos de lítio, ou seja, evitar que perfure oseparador, causando um curto-circuito local e resultando em acidentes de segurança.

1.4 Lascas de metal de lítio

O diâmetro da placa negativa é ligeiramente menor que o diâmetro da casca negativa. O diâmetro do chip de metal de lítio do CR2032 é de 15,8 mm e a placa positiva correspondente também é de 15,8 mm.

Vale a pena notar que o chip de lítio é relativamente macio e fácil de deformar, então o deformadochip de lítiopode ser achatado com um invólucro positivo (porque é relativamente grande) antes de instalar a bateria. Além disso, o metal de lítio é muito fácil de oxidar e deteriorar no ar, e é fácil de explodir no caso da água, portanto, o chip de metal de lítio adquirido precisa ser aberto no porta-luvas e prestar atenção para não danificar a luva ao abrir.

1,5 Espaçador

Oespaçadoré uma folha circular de alumínio, o diâmetro é igual ao tamanho dos chips de lítio e, no experimento, diferentes especificações e espessuras podem ser adquiridas de acordo com a demanda.

Observação:espaçador, caixas de células tipo moeda positivas e negativas e outros componentes devem ser repetidamente limpos com álcool ultrassonicamente antes do uso e, em seguida, secos em um forno de secagem ao ar.

1.6 Primavera

Primaveradesempenha principalmente o papel de apoiar a bateria, se não houverprimavera, a bateria ficará totalmente descarregada na etapa de pressão e os componentes internos poderão ser esmagados.Primaveraé adicionado apenas no lado negativo, mas se ambos os terminais positivo e negativo forem adicionados comprimavera, a fivela não pode ser fechada durante a etapa de tensão da bateria, resultando no contato do eletrólito com o ar e o experimento falha.

1.7 Eletrólito

Diferentes materiais geralmente correspondem a diferentes eletrólitos.

2. Montagem da bateria de célula tipo moeda

2.1 Preparação da placa do eletrodo positivo

A preparação da folha polar é dividida principalmente em duas etapas: 

1) preparação de chorume; 

2) Revestimento, secagem, prensagem e outras etapas.

2.1.1 Preparação da pasta

A pasta é composta de solvente, material catódico, agente condutor e aglutinante.

A proporção de massa do material do eletrodo positivo: agente condutor: aglutinante é 80:10:10.

2.1.2 Revestimento de chapa

Geralmente, um raspador e uma peça fundidamaquina de revestimentosão usados ​​para revestimento, e o material do eletrodo positivo é revestido na folha de alumínio e o eletrodo negativo é revestido na folha de cobre. Os alunos que não possuem máquina de revestimento podem utilizar uma placa de vidro e um raspador para revestimento. O processo de revestimento é relativamente simples, mas os seguintes pontos precisam ser observados

1) A folha de alumínio precisa estar plana e as dobras devem ser reduzidas ao máximo;

2) Antes de revestir, limpe cuidadosamente a folha de alumínio e a plataforma da máquina de revestimento com álcool e algodão absorvente;

3) O algodão absorvente deve ser cuidadosamente limpo com papel higiênico após a limpeza, um para retirar o algodão que possa existir e dois para não riscar o papel alumínio.

2.1.3 Secagem e prensagem da chapa polar

O objetivo da secagem é remover grande quantidade de solvente e água da pasta, por isso ela deve passar por duas etapas de jateamento e secagem a vácuo. A temperatura e o tempo específicos de cada etapa são relatados de forma diferente em diferentes trabalhos.

2.1.4 Prensagem de comprimidos

Após o revestimento, o revestimento compósito seco fica relativamente solto. Se usado diretamente, é fácil cair e danificar após ser embebido em eletrólito.Máquinas laminadorasou prensas de comprimidos podem ser usadas para processamento de comprimidos. Geralmente, as máquinas de rolos podem pressionar o revestimento do eletrodo positivo a 15-60% u03bc m. A prensa para comprimidos pode ser prensada a uma pressão de cerca de 80-120kg/cm2. A estabilidade, firmeza e propriedades eletroquímicas do eletrodo após prensagem foram melhoradas, e o desempenho do teste foi melhor que o da amostra sem prensagem.

Existem duas finalidades principais para prensagem de comprimidos:

Primeiro, para eliminar rebarbas, para que a superfície fique lisa e plana, para evitar que a bateria quando as rebarbas furem o diafragma causado por curto-circuito;

A segunda é aumentar a resistência da placa polar e reduzir a impedância ôhmica. Muita pressão fará com que o poste se enrole, o que não favorece a montagem da bateria, e pouca pressão não pode desempenhar o papel de pressão.

2.1 Montagem da bateria de célula tipo moeda

2.1.1 Itens Necessários:

Porta-luvas: prensa para comprimidos (de preferência com display digital), 2 pinças (pelo menos uma é de plástico), 1 colher de remédio, eletrólito, comprimidos de lítio, frascos de vidro para moagem (com conta-gotas de plástico), seringas, toalhas de papel secas e outros materiais de limpeza;

Fora do porta-luvas: caixas tipo moeda, coletor, placa de mola (ou níquel espuma ), placa positiva,separadorplaca;

Observação: As peças do conjunto da bateria devem ser secas a vácuo por cerca de 4 horas antes de serem colocadas no porta-luvas, e a temperatura não deve ser muito alta, que pode ser definida entre 60-80% ° C. Porta-luvas de maior capacidade podem armazená-los. as peças da bateria com antecedência e ficam mais limpas. Após a entrada da matéria-prima pela porta da caixa de entrada, a operação de exaustão deve ser realizada estritamente de acordo com os procedimentos operacionais, pelo menos três vezes. Recomenda-se colocar uma pequena mesa cirúrgica no porta-luvas para evitar que os reagentes corroam o porta-luvas. O eletrólito corrói as luvas e a parede interna do porta-luvas e deve ser evitado tanto quanto possível.

2.1.2 Determinar o teor de oxigênio da água

O porta-luvas geral tem um detector de display digital para conteúdo de oxigênio na água, e o conteúdo de oxigênio na água do porta-luvas de Brian pode ser controlado em menos de 0,05 PPM, mas os padrões de diferentes porta-luvas não são os mesmos. O processo de montagem da bateria é realizado em um porta-luvas com operação estritamente de exaustão, estritamente isolado de qualquer possível oxidação, umidade e outras interferências. Se o teor de oxigênio na água do porta-luvas for consistentemente alto, a luva deverá ser verificada quanto a danos ou o porta-luvas deverá ser regenerado.

2.1.3 Processo de montagem

Existem duas sequências principais de montagem de baterias de célula tipo moeda, o laboratório geralmente é usado para começar a partir da caixa negativa da célula tipo moeda, mas também pode começar a partir da caixa positiva da célula tipo moeda.

1) A abertura da caixa da célula tipo moeda positiva está voltada para cima e é colocada plana na placa de vidro

2) Coloque o espaçador e a placa positiva na caixa da célula tipo moeda positiva com uma pinça, e a placa positiva está localizada no centro

3) Absorva o eletrólito com um conta-gotas ou seringa de plástico e infiltre-se na superfície da placa do eletrodo positivo

4) Prenda oseparadore cubra a placa positiva

5) Utilize novamente o conta-gotas/seringa para absorver o eletrólito e molhar a superfície doseparador.

6) Pegue o chip de lítio e coloque-o no meio doseparador

7) Prenda oespaçadore coloque-o no lítiolasca, estritamente alinhado

8) Pegue a mola e coloque-a no espaçador, estritamente alinhada

9) Pinças prendem a tampa negativa da caixa da célula tipo moeda