Строительство и испытания монет клетки литий-ионных батарей

Общая цель этой процедуры заключается в подготовке и тестировании полумонетных ячеек для лабораторных исследований. Сначала подготавливают рабочий электрод, противоэлектрод и другие компоненты ячейки. Затем скрупулезно соберите монетную ячейку в бардачок и запечатайте методом обжима.

Наконец, проведите электрохимическое тестирование таблетной ячейки, чтобы определить ее ключевые свойства, такие как зарядная и разрядная емкость, скоростные возможности и другую ценную информацию о таблетке. Как правило, конструирование ячеек является сложной задачей, поскольку производительность ячейки очень чувствительна к процедуре конструирования. Сначала приготовьте смесь связующего NMP примерно из шести 8% связующего PVDF в NMP.

Далее смешайте активный материал и в течение одной минуты увидите черный вихрь. После добавления смеси связующего NMP переложите ингредиенты в небольшой стеклянный флакон. Переведите образец на максимальные обороты в течение примерно 30 минут.

При необходимости добавьте два шарика из диоксида циркония диаметром пять миллиметров для лучшего перемешивания. Продолжайте добавлять NMP по мере необходимости, чтобы получить суспензию требуемой консистенции. Смотрите далее, разложите металлическую фольгу токоприемника на стеклянную пластину.

Алюминий используется в качестве токосъемника для катода, а медь используется в качестве токосъемника для анода. Используйте ацетон и удалите все пузырьки воздуха между фольгой и стеклянной пластиной. Теперь расположите два слоя малярного скотча, чтобы определить область, которую нужно покрыть, с помощью шпателя из нержавеющей стали.

Нанесите кашицу на металлическую фольгу. Равномерно распределите навозную жижу по дорожке с помощью лезвия бритвы, в зависимости от используемого материала и вяжущего. Высушите покрытие на воздухе или в вакууме при температуре примерно от 90 до 120 градусов Цельсия в течение примерно двух-восьми часов.

После резки высохшего покрытия поместите металлическую фольгу с покрытием между двумя стальными пластинами, выстланными двумя весовыми бумагами для защиты покрытия. Затем нажмите под нагрузкой примерно 3000 фунтов. Теперь пробиваем восьмимиллиметровые диски из высохшей металлической фольги, покрытой покрытием.

Далее взвесьте катоды. Заверните их и положите в бардачок. Также пробивайте восьмимиллиметровые диски из непокрытой металлической фольги из того же материала, и взвешивайте их, так как электролит фоточувствителен.

Храните его в бутылке Nalgene, завернутой в алюминиевую фольгу, в бардачок Argonne. С помощью нейлоновой щетки или скальпеля из нержавеющей стали очистите поверхность литиевой фольги до появления блестящей серебристой поверхности. Затем пробиваем 12,7-миллиметровые диски литиевой фольги.

Компоненты корпуса монетной ячейки тщательно упорядочены. Подготовьте 19-миллиметровые диски защиты ячейки С четырьмя 80 мембранами для сепараторов. После пятикратной промывки теплообменника аргонной, перенесите рабочие электроды корпусов монетных ячеек и пружин и проставок и сепараторов на рабочую поверхность бардачка.

Чтобы начать сборку, добавьте две капли электролита на чашку элемента и установите рабочий электрод. Далее добавьте три капли электролита и поместите между ними два сепаратора с двумя каплями электролита. Добавьте еще две капли электролита и установите счетчик лития.

Теперь поместите две прокладки из нержавеющей стали и пружину на литиевый диск. Наконец, закройте крышкой ячейки и сожмите ячейку три-четыре раза. Обработайте готовую ячейку пластиковым пинцетом, чтобы избежать короткого замыкания, и сотрите излишки электролита, как только он будет собран.

Подключите батарейку к тестеру аккумуляторной батареи в режиме напряжения холостого хода на один час. Определите окно напряжения для тестирования ячейки на основе активного материала, используемого в рабочем электроде. Теперь для теоретической емкости ячейки сначала рассчитаем вес материала электрода.

Затем вычислите вес активного материала в электроде и определите теоретическую емкость электродного диска. Теперь протестируйте ячейку на зарядку разрядных циклов с требуемой скоростью С. При подготовке рабочего электрода важно создать суспензию хорошей консистенции.

Эти результаты сравнивают хорошие и плохие покрытия. После высыхания нота потрескавшееся покрытие обычно образуется в результате избытка суспензии. NMP и пористое покрытие обычно образуются в результате шлама, который имеет недостаточное количество NMP.

После того, как элементы собраны, их обжимают для получения плотного уплотнения для защиты от влаги. Как правило, плохо обжатая монетная ячейка раскалывается через несколько часов при температуре окружающей среды из-за разбухания литиевой фольги после реакции с влагой. Эти данные являются репрезентативными для монетной ячейки, построенной из рабочего электрода из оксида лития и кобальта и противоэлектрода из литиевой фольги.

На графике показаны кривые первого заряда и первого разряда для ячейки «монета». Обратите внимание, что окно напряжения было установлено в диапазоне от трех до 4,3 вольт. Емкость составляла 155 миллиампер-часов на грамм для первого цикла зарядки и 140 миллиампер-часов на грамм для первого цикла разряда.

После освоения этой техники ее можно использовать для создания и оценки монетных ячеек с использованием различных катодных материалов. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как строить и тестировать монетные ячейки.