近国内外企业开始研制高通量扣式电池自动组装设备,用于电池关键材料的批量加速验证和研发。一般的扣式电池壳型号有CR2032、CR2025、CR2016等,实验室中常采用CR2032 型电池壳(即直径为20 mm,厚度为3.2 mm)。
扣式电池壳用后则报废,需增加金属回收环节以免浪费和污染环境。还有一种可重复使用的电池——Swagelok电池,又称为模拟电池,也经常用于实验室测试,其电池壳采用不锈钢外壳和聚四氟乙烯内胆,可重复使用
。Swagelok型电池拆解便捷,适合用于电池拆解分析。但模拟电池相对成本较高,且组装出一致性较好的电池需要规范的训练和一定经验
电池极片是一种颗粒涂层组成的多孔复合材料,涂层均匀的涂敷在金属集流体上,极片主要由四部分组成[3]:(1)活性物质颗粒;(2)导电剂和黏结剂混合组成相(碳胶相);(3)孔隙,填满电解液;(4)金属集流体。
锂离子电池工作时电解液渗入多孔电极的孔隙中,在液-固两相界面上进行电极反应,电极结构主要包括组分、孔隙结构、各组分的分散状态及电极厚度及其均一度、比表面积等参数。
极片制造工艺一般流程为:活性物质,粘结剂和导电剂等混合制备成浆料,然后涂敷在铜或铝集流体两面,经干燥后去除溶剂形成干燥极片,极片颗粒涂层经过压实致密化,再裁切或分条。
电池极片涂布过程中,如果极片表面密度不同,则在辊压过程中会出现一片过辊压而另外一片辊压不足。
在极片走带过程中,张力控制相同的情况下,辊压不足的地方则会出现部分活物质脱落甚至断箔的现象。控制收卷张力,防治大颗粒杂质落到极片表面可以有效减少极片断裂。
电池极片滚压厚度反弹主要是因为极片滚压后残余弹性变形量大、环境湿度大所致。可以通过热滚压、慢速辊压、高速滚压、减低环境相对湿度等措施解决。
电池极片板型不平整主要是因为极片滚压变形量不均匀、前后张力小且不均匀或极片涂布厚度误差所致