Подготовка и сборка таблеточных батареек

1. Компоненты литий-ионной батарейки:

1.1 чехлы для монетных монет

Ниже приведен корпус батарейки типа «таблетка» CR2032: положительный корпус больше, отрицательный корпус имеет сетчатую структуру на поверхности и небольшой, поэтому общий процесс сборки начинается с отрицательного корпуса.

1.2 Полюсная пластина

Процесс подготовки электродного листа оказывает важное влияние на возможность полного использования электрохимических свойств.

На следующем рисунке показана электродная пластина, изготовленная из материала положительного электрода.

Процесс подготовки листов положительного и отрицательного электрода одинаков, разница в том, что положительный электрод покрыт алюминиевой фольгой, а отрицательный электрод покрыт медной фольгой, вот почему?

Прежде всего, электропроводность обоих относительно хорошая, текстура относительно мягкая, а цена относительно низкая.

Во-вторых, алюминий сам по себе относительно активен, при низком потенциале алюминий будет выглядеть как литий, литий-алюминиевый сплав, а не как отрицательный коллектор. Если в качестве отрицательного коллектора используется алюминиевая фольга, алюминий образует сплав с литием, а затем порошок, что серьезно влияет на срок службы и производительность батареи.

Наконец, медь легко окисляется при высоком потенциале и не пригодна в качестве положительного коллектора. Оксидный слой на поверхности меди является полупроводником, а электрон – проводящим. Когда оксидный слой слишком толстый, сопротивление увеличивается. В то же время литий не будет образовывать литиевый сплав с тем же центром.

Какая полюсная пленка является хорошей?

Эти аспекты должны быть удовлетворены:

1) Покрытие из суспензии однородное, очевидная толщина неравномерна, в особенно тонких местах можно даже наблюдать яркую алюминиевую фольгу;

2) Полюсный наконечник остается целым и круглым без повреждений, вокруг него по возможности отсутствуют заусенцы;

3) В зоне покрытия нет твердых частиц и нет явного явления падения порошка.

1.3 Разделитель

разделительВ лаборатории обычно используется Селгард2400 или другие продукты серии Селгард, которые штампуются в виде небольшого круглого листа и используются после того, как диаметр немного больше, чем лист положительного и отрицательного электрода.

Какова функцияразделитель?

Проще говоря, если нетразделитель, положительный и отрицательный полюсы находятся в прямом контакте, то есть произойдет короткое замыкание, поэтому некоторые батареи должны препятствовать образованию литиевых дендритов, то есть предотвращать его проколыразделитель, вызывая локальное короткое замыкание и приводящее к несчастным случаям.

1.4 Литий-металлические чипы

Диаметр отрицательной пластины немного меньше диаметра отрицательной оболочки. Диаметр литий-металлического чипа CR2032 составляет 15,8 мм, а соответствующая положительная пластина также составляет 15,8 мм.

Стоит отметить, что литиевый чип относительно мягкий и легко деформируется, поэтому деформируемыйлитиевый чипПеред установкой аккумулятора можно сжать положительный корпус (поскольку он относительно большой). Кроме того, металлический литий очень легко окисляется и портится на воздухе, а в случае с водой он легко взорвется, поэтому купленный металлический литий-чип необходимо открывать в перчаточном ящике и следить за тем, чтобы не повредить перчатку. при открытии.

1,5 Проставка

прокладкапредставляет собой круглый алюминиевый лист, диаметр которого равен размеру литиевых чипов, и в ходе эксперимента можно приобрести различные характеристики и толщину в зависимости от спроса.

Примечание:прокладкаКорпуса монетных батарей с положительными и отрицательными значениями, а также другие компоненты перед использованием необходимо повторно очистить спиртом с помощью ультразвука, а затем высушить в сушильном шкафу на воздухе.

1,6 Весна

Веснав основном играет роль поддержки аккумулятора, если нетвесна, на этапе нажатия на батарею батарея будет сжиматься очень плоско, и внутренние компоненты могут быть раздавлены.Веснадобавляется только с отрицательной стороны, но если и положительная, и отрицательная клеммы добавляются с помощьювесна, пряжка не может быть закрыта во время этапа напряжения батареи, в результате чего электролит контактирует с воздухом, и эксперимент не удался.

1.7 Электролит

Разным материалам обычно соответствуют разные электролиты.

2. Сборка батарейки типа «таблетка».

2.1 Подготовка пластины положительного электрода

Подготовка опорного листа в основном делится на два этапа: 

1) приготовление суспензии; 

2) Нанесение покрытия, сушка, прессование и другие этапы.

2.1.1 Приготовление суспензии

Суспензия состоит из растворителя, катодного материала, проводящего агента и связующего.

Массовое соотношение материал положительного электрода: проводящий агент: связующее составляет 80:10:10.

2.1.2 Покрытие пластины

В общем, скребок и отливкамашина для нанесения покрытийиспользуются для покрытия, причем материал положительного электрода наносится на алюминиевую фольгу, а отрицательный электрод наносится на медную фольгу. Студенты, у которых нет машины для нанесения покрытия, могут использовать для нанесения покрытия стеклянную пластину и скребок. Процесс нанесения покрытия относительно прост, но необходимо учитывать следующие моменты.

1) Алюминиевая фольга должна быть плоской, а складки должны быть максимально уменьшены;

2) Перед нанесением покрытия тщательно очистите алюминиевую фольгу и платформу машины для нанесения покрытия спиртом и впитывающей ватой;

3) После очистки впитывающую вату следует тщательно протереть туалетной бумагой: одну, чтобы удалить остатки ваты, и две, чтобы не поцарапать алюминиевую фольгу.

2.1.3 Сушка и прессование опорного листа

Целью сушки является удаление большого количества растворителя и воды из суспензии, поэтому она должна пройти два этапа: струйную сушку и вакуумную сушку. Конкретная температура и время каждого этапа на разных работах указываются по-разному.

2.1.4 Прессование таблеток

После нанесения покрытия сухое композитное покрытие становится относительно рыхлым. При прямом использовании он легко упадет и повредится после пропитывания электролитом.Прокатные машиныили таблетировочные прессы могут использоваться для обработки таблеток. Обычно валковые машины могут спрессовать покрытие положительного электрода до 15-60 % u03bc м. Таблеточный пресс может прессовать под давлением около 80-120 кг/см2. Стабильность, твердость и электрохимические свойства электрода после прессования были улучшены, а результаты испытаний оказались лучше, чем у образца без прессования.

Прессование таблеток преследует две основные цели:

Во-первых, чтобы устранить заусенцы, чтобы поверхность была гладкой и плоской, чтобы предотвратить заряд батареи, когда заусенцы протыкают диафрагму, вызванную коротким замыканием;

Во-вторых, повысить прочность полюсной пластины и уменьшить омическое сопротивление. Слишком большое давление приведет к скручиванию полюса, что не способствует сборке батареи, а слишком маленькое давление не может играть роль нажатия.

2.1 Сборка батарейки типа «таблетка»

2.1.1 Необходимые предметы:

Бардачок: таблеточный пресс (желательно с цифровым дисплеем), 2 пинцета (минимум один пластиковый пинцет), 1 лекарственная ложка, электролит, литиевые таблетки, стеклянные флаконы для измельчения (с пластиковой капельницей), шприцы, сухие бумажные полотенца и другие чистящие средства;

Снаружи бардачка: корпуса монетных ячеек, коллектор, пружинная пластина (или никелевая мыло ), положительная пластина,разделительтарелка;

Примечание: Детали аккумуляторной батареи следует высушить в вакууме в течение примерно 4 часов перед помещением в перчаточный ящик, при этом температура не должна быть слишком высокой, ее можно установить на уровне 60-80 ° C. Их можно хранить в перчаточных ящиках большей вместимости. Детали аккумулятора заранее и становятся чище. После того, как сырье попадает в дверь впускной коробки, операция выхлопа-впуска должна выполняться в строгом соответствии с эксплуатационными процедурами не менее трех раз. В перчаточном боксе рекомендуется разместить небольшой операционный стол, чтобы реагенты не разъедали перчаточный ящик. Электролит разъедает перчатки и внутреннюю стенку перчаточного ящика, поэтому его следует избегать, насколько это возможно.

2.1.2 Определение содержания кислорода в воде

Общий перчаточный ящик оснащен детектором с цифровым дисплеем для определения содержания кислорода в воде, а содержание кислорода в воде в перчаточном ящике Брайана можно контролировать на уровне менее 0,05 частей на миллион, но стандарты разных перчаточных ящиков не одинаковы. Процесс сборки аккумулятора осуществляется в перчаточном боксе строго вытяжно-впускного режима, строго изолированном от любого возможного окисления, влаги и других помех. Если содержание кислорода в воде в перчаточном ящике постоянно высокое, следует проверить перчатки на наличие повреждений или отремонтировать перчаточный ящик.

2.1.3 Процесс сборки

Существует две основные последовательности сборки батарей типа «таблетка». Лаборатория обычно начинается с корпуса отрицательной батарейки типа «таблетка», но она также может начинаться с корпуса положительной батарейки типа «таблетка».

1) Отверстие корпуса положительного монетного элемента обращено вверх и расположено ровно на стеклянной пластине.

2) Поместите прокладка и положительную пластину в корпус положительной монетки с помощью пинцета, положительная пластина расположена в центре.

3) Впитайте электролит с помощью пластиковой пипетки или шприца и пропитайте поверхность пластины положительного электрода.

4) Зажмитеразделительи закройте положительную пластину

5) Снова используйте пипетку/шприц, чтобы впитать электролит и смочить поверхностьразделитель.

6) Возьмите литиевую микросхему и поместите ее в серединуразделитель

7) Зажмитепрокладкаи поместите его на литийчип, строго совмещено

8) Возьмите пружину и поместите ее на проставку, строго соосно.

9) Пинцетом зажмите крышку корпуса отрицательной монетной батареи.