2025-12-01

實驗室扣式電池制作流程

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在實驗室，扣式電池測試在評估材料克容量方面起著承上啟下的作用。扣式電池指半電池，即以金屬鋰片為“負(fù)極”，我們制備的正/負(fù)極片為“正極”。因此，無論是正極還是負(fù)極材料，組裝扣式電池的流程基本都是一樣的。

扣式電池基本組成部分包括：正極殼、負(fù)極殼、(正/負(fù))電極片、隔膜、鋼墊片、彈簧片和電解液?？凼诫姵刂谱鞴に嚵鞒倘缦?。

一、勻漿（混料）

按照文件規(guī)定要求預(yù)先準(zhǔn)備所需正/負(fù)極主材、導(dǎo)電劑、箔材、粘結(jié)劑和隔膜等材料，然后按照工藝單進(jìn)行混料，制備所需正/負(fù)極漿料。

二、涂布

首先裁切固定面積箔材，并將箔材平鋪到玻璃板上，使用酒精潤濕接觸面固定，并擦平。將制備的漿料倒在箔材上，使用特定尺寸（參考值200μm或其它要求）的刮刀從漿料上均勻劃過，使是均勻鋪開，涂覆完成后，箔材四角貼膠固定，轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，保證極片干燥。

三、極片制備

取烘烤結(jié)束的極片和對應(yīng)箔材（銅箔或鋁箔），用沖片機沖出直徑為12mm或其它要求的圓片，并用電子天平分別稱取圓片和箔材重量，計算涂布面密度是否符合產(chǎn)品要求。面密度計算公式為：（圓片重量-箔材重量）/沖片面積。

采用輥壓機按照文件要求將烘烤完成的極片輥壓至目標(biāo)厚度，再使用沖片機沖出合適尺寸的極片，用電子天平進(jìn)行稱量，并做好編號記錄。隨后將極片轉(zhuǎn)移至真空烘箱中進(jìn)行烘干處理，烘干時抽真空，降到常溫后轉(zhuǎn)移至氬氣氣氛手套箱中存放。

四、扣電組裝

在氬氣手套箱內(nèi)按照以下順序依次進(jìn)行組裝：負(fù)極殼—鋰片—隔膜—電解液—電極片—鋼墊片—彈簧片—正極殼，組裝時先在下方墊上無塵紙，保證絕緣。具體組裝步驟如下：

1. 負(fù)極殼開口朝上，平整的放于水平臺面上。

2. 用鑷子夾取鋰片置入負(fù)極殼中，并用壓塊下壓保證鋰片與負(fù)極殼平面接觸，且平整的處于負(fù)極殼正中。

3. 用鑷子夾取鋰離子隔膜，使其完全覆蓋金屬鋰片并居中。

4. 用微量注射器將所需體積（參考值90μL或其它要求）電解液滴加到隔膜表面。

5. 用鑷子夾取電極片放置于鋰離子電池隔膜正中間位置。

6. 用鑷子依次夾取鋼墊片和彈簧片放置于電極片上，并確保鋼墊片、彈簧片與電極片三者對齊居中。

7. 將電池以正極朝下置于扣電封殼機上，搖動把手至壓力約700±100kg（約800±100psi），保持約5s后停止，完成封殼。

扣電封口機壓力值不同單位轉(zhuǎn)化說明如下：采用科晶組裝機（如下圖），液壓氣缸直徑一般為40mm，故缸徑面積計算公式為3.1416*2*2=12.566cm2。因此單位轉(zhuǎn)化關(guān)系式為：kg=kg/cm2*缸徑面積。另，1kg/cm2=14.5Psi。

8. 將組裝完成的電池放入固定治具內(nèi)，并做好標(biāo)識記錄，防止混亂。

9. 封口后手動用無塵紙擦拭電池外表面殘留的電解液，以防影響測試結(jié)果。

五、電池測試

將制作完成的扣式電池采用鋰電池電化學(xué)性能測試儀進(jìn)行測試，室內(nèi)溫度控制在25℃±3℃，靜置6h～10h后，進(jìn)行充放電測試，從而評測正負(fù)極材料性能數(shù)據(jù)。

扣電測試數(shù)據(jù)異常需重點關(guān)注：

1. 極片制備完成后要盡快放入手套箱進(jìn)行扣電組裝，以防極片二次吸水影響測試結(jié)果。

2. 輥壓前后計算好壓實密度和對應(yīng)的碾壓厚度。因為涂布的面密度不均和輥壓機設(shè)備波動，很難保證極片壓實密度全部滿足產(chǎn)品要求，而不同的壓實密度對測試測試有較大影響。

3. 沖片時觀察沖后圓片邊緣是否存在掉料、鋸齒邊等異常情況，若比例較高，需更換沖頭。沖片完成后需人工挑選良品使用。

4. 選擇合適的隔膜型號和電解液用量，因為材料、配方差異會影響測試結(jié)果。

5. 扣電組裝全程，使用非金屬鑷子以防短路；需保證鋰片、隔膜和電極片的居中，包覆良好；電解液滴加前后保證內(nèi)部不得殘存氣泡。

6. 扣電組裝完成后，測試完成前，需配戴橡膠手套拿取，以防內(nèi)部短路放電。

7. 扣電測試，重點關(guān)注測試間溫度、濕度和測試制度是否滿足產(chǎn)品要求，確認(rèn)扣電全程無漏液發(fā)生。