Подготовка и монтаж на бутонни батерии

1. Компоненти на литиево-йонната бутонна батерия:

1.1 кутии с монетни клетки

Следва обвивката на батерията с монета CR2032, положителната обвивка е по-голяма, отрицателната обвивка има мрежова структура на повърхността и е малка, така че общият процес на сглобяване започва от отрицателната обвивка.

1.2 Полюсна плоча

Процесът на приготвяне на електродния лист има важно влияние върху това дали електрохимичните свойства могат да бъдат напълно използвани.

Следната фигура показва електродната плоча, подготвена от материала на положителния електрод.

Процесът на приготвяне на листовете положителен и отрицателен електрод е един и същ, разликата е, че положителният електрод е покрит върху алуминиевото фолио, а отрицателният електрод е покрит върху медното фолио, което е защо?

На първо място, електрическата проводимост и на двете е сравнително добра, текстурата е сравнително мека и цената е сравнително ниска.

Второ, самият алуминий е относително активен, при нисък потенциал алуминият ще изглежда като литий, литиево-алуминиева сплав, а не като отрицателен колектор. Ако алуминиевото фолио се използва като отрицателен колектор, алуминият ще образува сплав с литий и след това прах, което сериозно ще повлияе на живота и работата на батерията.

И накрая, медта лесно се окислява при висок потенциал и не е подходяща като положителен колектор. Оксидният слой на повърхността на медта е полупроводник, а електронът е проводим. Когато оксидният слой е твърде дебел, импедансът ще се увеличи. В същото време литият няма да образува литиева сплав със същото място.

Какъв вид фолио за стълбове е добро фолио за стълбове?

Тези аспекти трябва да бъдат удовлетворени:

1) Покритието на суспензията е еднородно, няма очевидна дебелина, която не е еднаква, особено тънките места могат дори да наблюдават ярко алуминиево фолио;

2) Полюсният накрайник остава непокътнат и кръгъл без повреди и няма неравности около него, доколкото е възможно;

3) В областта на покритието няма твърди частици и няма очевидно явление на капка прах.

1.3 Разделител

Theсепараторизползван в лабораторията обикновено е Celgard2400 или други продукти от серията Селгард, които се щамповат в малък кръгъл лист и се използват след като диаметърът е малко по-голям от този на положителния и отрицателния електроден лист.

Каква е функцията насепаратор?

Просто казано, ако нямасепараторположителният и отрицателният полюс са в пряк контакт, тоест ще възникне късо съединение, поради което някои батерии трябва да възпрепятстват генерирането на литиеви дендрити, тоест да предотвратят пробиването насепаратор, причинявайки локално късо съединение и водещо до инциденти, свързани с безопасността.

1.4 литиево-метални чипове

Диаметърът на отрицателната плоча е малко по-малък от диаметъра на отрицателната обвивка. Диаметърът на литиево-металния чип на CR2032 е 15,8 мм, а съответната положителна плоча също е 15,8 мм.

Заслужава да се отбележи, че литиевият чип е относително мек и лесен за деформиране, така че деформираниятлитиев чипможе да се притисне плоско с положителна обвивка (защото е сравнително голяма) преди инсталиране на батерията. Освен това металният литий много лесно се окислява и разваля във въздуха и е лесно да експлодира в случай на вода, така че закупеният метален литиев чип трябва да се отвори в жабката и внимавайте да не повредите ръкавицата при отваряне.

1.5 Разделител

Theдистанционере кръгъл алуминиев лист, диаметърът е същият като размера на литиевите чипове и в експеримента могат да бъдат закупени различни спецификации и дебелини според търсенето.

Забележка:дистанционер, положителни и отрицателни кутии с монетни клетки и други компоненти трябва многократно да се почистват с алкохол ултразвуково преди употреба и след това да се изсушат във сушилня за въздух.

1.6 Пролет

Пролетосновно играе ролята на опора на батерията, ако няма такавапролет, батерията ще бъде натисната много плоско в стъпката на натискане на батерията и вътрешните компоненти могат да бъдат смачкани.Пролетсе добавя само от отрицателната страна, но ако и положителните, и отрицателните клеми се добавят спролеткатарамата не може да бъде затворена по време на стъпката на напрежение на батерията, което води до контакт на електролита с въздуха и експериментът се проваля.

1.7 Електролит

Различните материали обикновено съответстват на различни електролити.

2. Сглобяване на клетъчна батерия с размер на монета

2.1 Подготовка на плоча с положителен електрод

Подготовката на стълбовия лист се разделя главно на две стъпки: 

1) приготвяне на каша; 

2) Покриване, сушене, пресоване и други стъпки.

2.1.1 Приготвяне на каша

Суспензията се състои от разтворител, катоден материал, проводящ агент и свързващо вещество.

Масовото съотношение на материала на положителния електрод: проводящ агент: свързващо вещество е 80:10:10.

2.1.2 Покритие на плоча

Като цяло, скрепер и отливкамашина за нанасяне на покритиесе използват за покритие и материалът на положителния електрод е покрит върху алуминиевото фолио, а отрицателният електрод е покрит върху медното фолио. Учениците, които нямат машина за покритие, могат да използват стъклена плоча и скрепер за покритие. Процесът на нанасяне на покритие е относително прост, но трябва да се отбележат следните точки

1) Алуминиевото фолио трябва да е плоско и гънките трябва да бъдат намалени колкото е възможно повече;

2) Преди нанасяне на покритие внимателно почистете алуминиевото фолио и платформата на машината за нанасяне на покритие с алкохол и абсорбиращ памук;

3) Абсорбиращият памук трябва да се почисти внимателно с тоалетна хартия след почистване, един за отстраняване на памучната вата, която може да съществува, и два, за да не се надраска алуминиевото фолио.

2.1.3 Сушене и пресоване на стълбов лист

Целта на сушенето е да се отстрани голямо количество разтворител и вода в суспензията, така че тя трябва да премине през две стъпки на бластно сушене и вакуумно сушене. Конкретната температура и време на всяка стъпка се отчитат по различен начин в различните работни места.

2.1.4 Пресоване на таблетки

След нанасяне на покритието сухото композитно покритие е относително рохкаво. Ако се използва директно, е лесно да падне и да се повреди, след като бъде напоен с електролит.Валцови машиниили таблетни преси могат да се използват за обработка на таблетки. Обикновено ролковите машини могат да пресоват покритието на положителния електрод до 15-60 μ m. Пресата за таблетки може да се пресова при налягане от около 80-120 килограма/cm2. Стабилността, твърдостта и електрохимичните свойства на електрода след пресоване бяха подобрени и резултатите от теста бяха по-добри от тези на пробата без пресоване.

Има две основни цели за пресоване на таблетки:

Първо, за да се елиминират неравностите, така че повърхността да е гладка и плоска, за да се предотврати батерията, когато неравностите пробият диафрагмата, причинена от късо съединение;

Второто е да се подобри здравината на полюсната плоча и да се намали омичният импеданс. Твърде голямото налягане ще доведе до извиване на полюса, което не е благоприятно за сглобяването на батерията, а твърде малкото налягане не може да играе ролята на натискане.

2.1 Сглобяване на клетъчна батерия с размер на монета

2.1.1 Необходими елементи:

Жабка: преса за таблетки (за предпочитане с дигитален дисплей), 2 пинсети (поне едната е пластмасова), 1 медицинска лъжица, електролит, литиеви таблетки, смилащи стъклени бутилки (с капкомер от пластмасова глава), спринцовки, сухи хартиени кърпи и други почистващи консумативи;

Извън жабката: кутии с монетни клетки, колектор, пружинна плоча (или никел пяна ), положителна плоча,сепараторплоча;

Забележка: Частите на модула на батерията трябва да бъдат изсушени под вакуум за около 4 часа, преди да бъдат поставени в жабката, и температурата не трябва да е твърде висока, която може да бъде зададена на 60-80 ° C. Жабките с по-голям капацитет могат да ги съхраняват частите на батерията предварително и са по-чисти. След като суровината навлезе през вратата на входната кутия, операцията по изпускане и всмукване се извършва в строго съответствие с оперативните процедури, най-малко три пъти. Препоръчително е да поставите малка операционна маса в жабката, за да предотвратите разяждането на реагентите в жабката. Електролитът разяжда ръкавиците и вътрешната стена на жабката и трябва да се избягва, доколкото е възможно.

2.1.2 Определяне на съдържанието на кислород във водата

Общата жабка има цифров детектор на дисплея за съдържание на кислород във водата и съдържанието на кислород във водата в жабката на Брайън може да се контролира при по-малко от 0,05 PPM, но стандартите на различните жабки не са еднакви. Процесът на сглобяване на батерията се извършва в жабка, която е била строго изпускателна, строго изолирана от всякакви възможни окисления, влага и други смущения. Ако съдържанието на кислород във водата в жабката е постоянно високо, ръкавицата трябва да се провери за повреди или жабката трябва да се регенерира.

2.1.3 Процес на сглобяване

Има две основни последователности на сглобяване на клетъчни батерии с монета, лабораторията обикновено се използва за започване от отрицателната кутия с монета, но може да започне и от положителна кутия с монета.

1) Отворът на положителната кутия с монетна клетка е обърнат нагоре и е поставен хоризонтално върху стъклената плоча

2) Поставете дистанционер и положителната плоча в положителната кутия с монетна клетка с пинсети, а положителната плоча е разположена в центъра

3) Абсорбирайте електролита с капкомер или спринцовка с пластмасова глава и инфилтрирайте повърхността на пластината на положителния електрод

4) Затегнетесепаратори покрийте положителната плоча

5) Използвайте отново капкомера/спринцовката, за да абсорбирате електролита и да намокрите повърхността насепаратор.

6) Вземете литиевия чип и го поставете в средата насепаратор

7) Затегнетедистанционери го поставете върху литиячип, стриктно подравнени

8) Хванете пружината и я поставете върху дистанционера, строго подравнен

9) С пинсети захванете капака на кутията с отрицателна монета