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,并不是全过程。其参数设置为电流密度为50mA/g,循环10次;电流密度为100mA/g,循环 10次;电流密度为200mA/g,循环10次;电流密度为500mA/g,循环10次;电流密度为1000mA/g,循环10次;电流密度为50mA/g,循环10次。测试电位为0~2.5V,扫描速率为0.1mV/s。 2.5 电池的循环伏安特性测试(CV) 用上海辰华仪器有限公司生产的型号为CHI660e的电化学工作站对样品进行循环伏安特性测试,研究电池的前三次的氧化还原过程。通过循环伏安特性曲线可以氧化还原过程的“可逆”程度以及充放电电位,一般上下峰越是对称,说明反应的可逆程度越高。扫描电压的范围为0~2.0V,电压扫描速率为0.1mV/s。 2.6 电池的交流阻抗测试(EIS) 用上海辰华仪器有限公司生产的型号为CHI660e的电化学工作站对样品进行交流阻抗测试,研究电池的固液界面的动力学过程。通过交流阻抗图谱可以分析电极材料在充放电过程中锂离子传输的动力学过程以及SEI膜的形成过程。