Preparazione e assemblaggio di batterie a bottone
1. Componenti della batteria a bottone agli ioni di litio:
1.1 custodie per celle a bottone
Quello che segue è il guscio della batteria a bottone CR2032, il guscio positivo è più grande, il guscio negativo ha una struttura a rete sulla superficie ed è piccolo, quindi il processo di assemblaggio generale inizia dal guscio negativo.
1.2 Piastra polare
Il processo di preparazione del foglio dell'elettrodo ha un'influenza importante sulla possibilità di sfruttare appieno le proprietà elettrochimiche.
La figura seguente mostra la piastra dell'elettrodo preparata dal materiale dell'elettrodo positivo.
Il processo di preparazione dei fogli degli elettrodi positivi e negativi è lo stesso, la differenza è che l'elettrodo positivo è rivestito sul foglio di alluminio e l'elettrodo negativo è rivestito sul foglio di rame, ecco perché?
Innanzitutto, la conduttività elettrica di entrambi è relativamente buona, la consistenza è relativamente morbida e il prezzo è relativamente basso.
In secondo luogo, l'alluminio stesso è relativamente attivo, a basso potenziale, l'alluminio apparirà come litio, lega di litio e alluminio, non come collettore negativo. Se si utilizza un foglio di alluminio come collettore negativo, l'alluminio formerà una lega con il litio e quindi con la polvere, compromettendo gravemente la durata e le prestazioni della batteria.
Infine, il rame è facile da ossidare ad alto potenziale e non è adatto come collettore positivo. Lo strato di ossido sulla superficie del rame è un semiconduttore e l'elettrone è conduttivo. Quando lo strato di ossido è troppo spesso, l'impedenza aumenterà. Allo stesso tempo, il litio non formerà una lega di litio con lo stesso sito.
Che tipo di film polare è un buon film polare?
Questi aspetti dovrebbero essere soddisfatti:
1) Il rivestimento dell'impasto liquido è uniforme, nessuno spessore evidente non è uniforme, soprattutto i punti sottili possono persino osservare un foglio di alluminio lucido;
2) L'espansione polare rimane integra e rotonda senza danni e non sono presenti bave attorno, per quanto possibile;
3) Non sono presenti particelle nell'area di rivestimento e nessun evidente fenomeno di caduta della polvere.
1.3 Separatore
ILseparatoreutilizzato in laboratorio è generalmente Celgard2400 o altri prodotti della serie Celgard, che viene stampato in un piccolo foglio rotondo e utilizzato dopo che il diametro è leggermente più grande del foglio dell'elettrodo positivo e negativo.
Qual è la funzione delseparatore?
In poche parole, se non c'èseparatore, i poli positivo e negativo sono in contatto diretto, cioè si verificherà un cortocircuito, motivo per cui alcune batterie dovrebbero inibire la generazione di dendriti di litio, cioè evitare che forino ilseparatore, causando un cortocircuito locale e con conseguenti incidenti di sicurezza.
1.4 Chip di litio metallico
Il diametro della piastra negativa è leggermente inferiore al diametro del guscio negativo. Il diametro del chip al litio metallico del CR2032 è di 15,8 mm e anche la corrispondente piastra positiva è di 15,8 mm.
Vale la pena notare che il chip al litio è relativamente morbido e facile da deformare, quindi deformatochip al litiopuò essere appiattito con il guscio positivo (perché è relativamente grande) prima di installare la batteria. Inoltre, il litio metallico è molto facile da ossidare e deteriorare nell'aria, ed è facile da esplodere in caso di acqua, quindi il chip di litio metallico acquistato deve essere aperto nel vano portaoggetti e prestare attenzione a non danneggiare il guanto all'apertura.
1.5 Distanziatore
ILdistanziatoreè un foglio di alluminio circolare, il diametro è uguale alla dimensione dei chip di litio e nell'esperimento è possibile acquistare specifiche e spessori diversi in base alla domanda.
Nota:distanziatore, le custodie delle celle a bottone positive e negative e gli altri componenti devono essere puliti ripetutamente con alcool mediante ultrasuoni prima dell'uso e quindi asciugati in un forno ad aria.
1.6 Primavera
Primaverasvolge principalmente il ruolo di supporto della batteria, se non è presenteprimavera, la batteria verrà scaricata completamente durante la fase di pressione e i componenti interni potrebbero schiacciarsi.Primaveraviene aggiunto solo sul lato negativo, ma se vengono aggiunti sia il terminale positivo che quello negativoprimavera, la fibbia non può essere chiusa durante la fase di tensione della batteria, con il risultato che l'elettrolita entra in contatto con l'aria e l'esperimento fallisce.
1.7 Elettrolita
Materiali diversi generalmente corrispondono a elettroliti diversi.
2. Assemblaggio della batteria a bottone
2.1 Preparazione della piastra dell'elettrodo positivo
La preparazione del pole sheet si divide principalmente in due fasi:
1) preparazione del liquame;
2) Rivestimento, essiccazione, pressatura e altre fasi.
2.1.1 Preparazione del liquame
L'impasto liquido è composto da solvente, materiale catodico, agente conduttivo e legante.
Il rapporto di massa del materiale dell'elettrodo positivo: agente conduttivo: legante è 80:10:10.
2.1.2 Rivestimento della lamiera
Generalmente, un raschietto e un gettomacchina di rivestimentovengono utilizzati per il rivestimento e il materiale dell'elettrodo positivo è rivestito sul foglio di alluminio e l'elettrodo negativo è rivestito sul foglio di rame. Gli studenti che non dispongono di una macchina di rivestimento possono utilizzare una lastra di vetro e un raschietto per il rivestimento. Il processo di rivestimento è relativamente semplice, ma è necessario tenere presente i seguenti punti
1) Il foglio di alluminio deve essere piatto e le pieghe devono essere ridotte il più possibile;
2) Prima della verniciatura, pulire accuratamente il foglio di alluminio e la piattaforma della macchina verniciatrice con alcool e cotone assorbente;
3) Il cotone assorbente va pulito accuratamente con carta igienica dopo la pulizia, una per togliere il batuffolo di cotone eventualmente presente e due per non graffiare il foglio di alluminio.
2.1.3 Asciugatura e pressatura della lamiera polare
Lo scopo dell'essiccazione è rimuovere una grande quantità di solvente e acqua nell'impasto liquido, quindi deve passare attraverso due fasi di asciugatura con getto d'aria e essiccazione sotto vuoto. La temperatura e il tempo specifici di ciascuna fase vengono riportati in modo diverso nei diversi lavori.
2.1.4 Pressatura delle compresse
Dopo il rivestimento, il rivestimento composito secco è relativamente sciolto. Se utilizzato direttamente, è facile cadere e danneggiarsi dopo essere stato immerso nell'elettrolita.Macchine per laminazioneoppure è possibile utilizzare comprimitrici per la lavorazione delle compresse. Generalmente, le macchine a rulli possono premere il rivestimento dell'elettrodo positivo al 15-60μ m. La comprimitrice può essere pressata ad una pressione di circa 80-120 kg/cm2. La stabilità, la fermezza e le proprietà elettrochimiche dell'elettrodo dopo la pressatura sono state migliorate e le prestazioni del test sono state migliori rispetto a quelle del campione senza pressatura.
Ci sono due scopi principali per la pressatura delle compresse:
In primo luogo, per eliminare le sbavature, in modo che la superficie sia liscia e piatta, per evitare che la batteria quando le sbavature forino il diaframma a causa di un cortocircuito;
Il secondo è aumentare la resistenza della piastra polare e ridurre l'impedenza ohmica. Una pressione eccessiva causerà l'arricciamento del polo, il che non favorisce l'assemblaggio della batteria, e una pressione troppo bassa non può svolgere il ruolo di pressione.
2.1 Assemblaggio della batteria a bottone
2.1.1 Articoli necessari:
Scatola di guanti: comprimitrice (preferibilmente con display digitale), 2 pinzette (almeno una di plastica), 1 cucchiaio per medicinali, elettrolita, compresse di litio, flaconi di vetro macinati (con contagocce in plastica), siringhe, asciugamani di carta asciutti e altri prodotti per la pulizia;
All'esterno del vano portaoggetti: custodie per celle a bottone, collettore, piastra a molla (o nichel schiuma ), piastra positiva,separatorepiatto;
Nota: Le parti del gruppo batteria devono essere asciugate sotto vuoto per circa 4 ore prima di essere collocate nel vano portaoggetti e la temperatura non deve essere troppo elevata, che può essere impostata a 60-80° C. I vani portaoggetti con capacità maggiore possono conservarli parti della batteria in anticipo e siano più pulite. Dopo che la materia prima è entrata nella porta della scatola di ingresso, l'operazione di aspirazione dello scarico deve essere eseguita in stretta conformità con le procedure operative, almeno tre volte. Si consiglia di posizionare un piccolo tavolo operatorio nel vano portaoggetti per evitare che i reagenti corrodano il vano portaoggetti. L'elettrolita corrode i guanti e la parete interna del vano portaoggetti e dovrebbe essere evitato il più possibile.
2.1.2 Determinare il contenuto di ossigeno dell'acqua
Il vano portaoggetti generale ha un rilevatore con display digitale per il contenuto di ossigeno nell'acqua e il contenuto di ossigeno nell'acqua del vano portaoggetti di Brian può essere controllato a meno di 0,05 PPM, ma gli standard dei diversi vani portaoggetti non sono gli stessi. Il processo di assemblaggio della batteria viene eseguito in un vano portaoggetti rigorosamente funzionante con aspirazione e scarico, rigorosamente isolato da ogni possibile ossidazione, umidità e altre interferenze. Se il contenuto di ossigeno nell'acqua del vano portaoggetti è costantemente elevato, il guanto deve essere controllato per eventuali danni oppure il vano portaoggetti deve essere rigenerato.
2.1.3 Processo di assemblaggio
Esistono due sequenze principali di assemblaggio delle batterie a bottone. Il laboratorio viene generalmente utilizzato per iniziare dal caso della cella a bottone negativo, ma può anche iniziare dal caso della cella a bottone positivo.
1) L'apertura della custodia positiva della cella a bottone è rivolta verso l'alto ed è posizionata in piano sulla lastra di vetro
2) Posizionare il distanziatore e la piastra positiva nella custodia della cella a bottone positiva con una pinzetta e la piastra positiva si trova al centro
3) Assorbire l'elettrolita con un contagocce o una siringa in plastica e infiltrare la superficie della piastra dell'elettrodo positivo
4) Bloccare ilseparatoree coprire la piastra positiva
5) Utilizzare nuovamente il contagocce/siringa per assorbire l'elettrolito e bagnare la superficie delseparatore.
6) Prendi il chip al litio e posizionalo al centro delseparatore
7) Bloccare ildistanziatoree posizionarlo sul litiopatata fritta, rigorosamente allineati
8) Afferrare la molla e posizionarla sul distanziale, rigorosamente allineata
9) Le pinzette bloccano il coperchio della custodia della cella a bottone negativa
