在实验室,扣式电池测试在评估材料克容量方面起着承上启下的作用。扣式电池指半电池,即以金属锂片为“负极”,我们制备的正/负极片为“正极”。因此,无论是正极还是负极材料,组装扣式电池的流程基本都是一样的。
扣式电池基本组成部分包括:正极壳、负极壳、(正/负)电极片、隔膜、钢垫片、弹簧片和电解液。扣式电池制作工艺流程如下。
采用辊压机按照文件要求将烘烤完成的极片辊压至目标厚度,再使用冲片机冲出合适尺寸的极片,用电子天平进行称量,并做好编号记录。随后将极片转移至真空烘箱中进行烘干处理,烘干时抽真空,降到常温后转移至氩气气氛手套箱中存放。
4. 用微量注射器将所需体积(参考值90μL或其它要求)电解液滴加到隔膜表面。
将制作完成的扣式电池采用锂电池电化学性能测试仪进行测试,室内温度控制在25℃±3℃,静置6h~10h后,进行充放电测试,从而评测正负极材料性能数据。
扣电测试数据异常需重点关注:
1. 极片制备完成后要尽快放入手套箱进行扣电组装,以防极片二次吸水影响测试结果。
2. 辊压前后计算好压实密度和对应的碾压厚度。因为涂布的面密度不均和辊压机设备波动,很难保证极片压实密度全部满足产品要求,而不同的压实密度对测试测试有较大影响。
3. 冲片时观察冲后圆片边缘是否存在掉料、锯齿边等异常情况,若比例较高,需更换冲头。冲片完成后需人工挑选良品使用。
4. 选择合适的隔膜型号和电解液用量,因为材料、配方差异会影响测试结果。
5. 扣电组装全程,使用非金属镊子以防短路;需保证锂片、隔膜和电极片的居中,包覆良好;电解液滴加前后保证内部不得残存气泡。
6. 扣电组装完成后,测试完成前,需配戴橡胶手套拿取,以防内部短路放电。
7. 扣电测试,重点关注测试间温度、湿度和测试制度是否满足产品要求,确认扣电全程无漏液发生。