הכנה והרכבה של סוללות כפתורים

1. רכיבי סוללת לחצן ליתיום-יון:

תא מטבעות 1.1

להלן מעטפת סוללת המטבע CR2032, הקליפה החיובית גדולה יותר, הקליפה השלילית בעלת מבנה רשת על פני השטח והיא קטנה, כך שתהליך ההרכבה הכללי מתחיל מהקליפה השלילית.

צלחת 1.2 מוט

לתהליך ההכנה של גיליון אלקטרודות יש השפעה חשובה על האם ניתן לנצל את התכונות האלקטרוכימיות במלואן.

האיור הבא מציג את לוח האלקטרודה שהוכן על ידי חומר האלקטרודה החיובי.

תהליך ההכנה של יריעות האלקטרודות החיוביות והשליליות זהה, ההבדל הוא שהאלקטרודה החיובית מצופה על נייר האלומיניום, והאלקטרודה השלילית מצופה על נייר הנחושת, וזו הסיבה?

קודם כל, המוליכות החשמלית של שניהם טובה יחסית, המרקם רך יחסית והמחיר נמוך יחסית.

שנית, האלומיניום עצמו פעיל יחסית, בפוטנציאל נמוך, האלומיניום יופיע ליתיום, סגסוגת ליתיום אלומיניום, לא כאספן שלילי. אם רדיד אלומיניום משמש כאספן שלילי, האלומיניום יהווה סגסוגת עם ליתיום, ולאחר מכן אבקה, מה שמשפיע ברצינות על החיים והביצועים של הסוללה.

לבסוף, קל לחמצן נחושת בפוטנציאל גבוה ואינו מתאים כאספן חיובי. שכבת התחמוצת על פני הנחושת היא מוליך למחצה, והאלקטרון מוליך. כאשר שכבת התחמוצת עבה מדי, העכבה תגדל. יחד עם זאת, ליתיום לא יווצר סגסוגת ליתיום באותו אתר.

איזה סוג של סרט מוט הוא סרט מוט טוב?

יש למלא את ההיבטים הבאים:

1) ציפוי הסלרי אחיד, אין עובי ברור אינו אחיד, מקומות דקים במיוחד יכולים אפילו לראות רדיד אלומיניום בהיר;

2) חלק המוט נשאר שלם ועגול ללא נזק, ואין כתמים סביבו ככל האפשר;

3) אין חלקיקים באזור הציפוי ואין תופעה ברורה של ירידת אבקה.

1.3 מפריד

המפרידהמשמשים במעבדה הם בדרך כלל Celgard2400 או מוצרים אחרים מסדרת סלגארד, המוטבעים לגיליון עגול קטן ומשמש לאחר שהקוטר מעט גדול יותר מגיליון האלקטרודה החיובית והשלילית.

מה תפקידו של המפריד?

במילים פשוטות, אם איןמפריד, הקטבים החיובי והשלילי נמצאים במגע ישיר, כלומר, יתרחש קצר חשמלי, וזו הסיבה שסוללות מסוימות צריכות לעכב יצירת דנדריטים ליתיום, כלומר למנוע ממנו לנקב אתמפריד, הגורם לקצר חשמלי מקומי וכתוצאה מכך לתאונות בטיחות.

1.4 שבבי מתכת ליתיום

קוטר הצלחת השלילית קטן מעט מקוטר המעטפת השלילית. הקוטר של שבב מתכת הליתיום של CR2032 הוא 15.8 מ"מ, והצלחת החיובית המתאימה היא גם 15.8 מ"מ.

ראוי לציין כי שבב הליתיום רך יחסית וקל לעיוות, ולכן המעוותשבב ליתיוםניתן ללחוץ שטוח עם מעטפת חיובית (מכיוון שהיא גדולה יחסית) לפני התקנת הסוללה. יתרה מכך, מתכת ליתיום קלה מאוד להתחמצן ולהתקלקל באוויר, וקל להתפוצץ במקרה של מים, לכן צריך לפתוח את שבב מתכת הליתיום הנרכש בתיבת הכפפות, ולשים לב לא לפגוע בכפפה. בעת הפתיחה.

1.5 מרווח

המרווחהינה יריעת אלומיניום עגולה, הקוטר זהה לגודל שבבי הליתיום, ובניסוי ניתן לרכוש מפרטים ועוביים שונים בהתאם לביקוש.

הערה:מרווח, יש לנקות שוב ושוב תאי מטבעות חיוביים ושליליים ורכיבים אחרים עם אלכוהול באולטרסאונד לפני השימוש, ולאחר מכן לייבש בתנור ייבוש באוויר.

1.6 אביב

אביבבעיקר משחק את התפקיד של תמיכה בסוללה, אם איןאביב, הסוללה תילחץ שטוחה מאוד בשלב הלחיצה על הסוללה, והרכיבים הפנימיים עלולים להימעך.אביבמתווסף רק בצד השלילי, אבל אם מוסיפים גם את המסוף החיובי והשליליאביב, לא ניתן לסגור את האבזם במהלך שלב סוללת המתח, וכתוצאה מכך האלקטרוליט יוצר מגע עם האוויר, והניסוי נכשל.

1.7 אלקטרוליט

חומרים שונים מתאימים בדרך כלל לאלקטרוליטים שונים.

2. הרכבה של סוללת מטבע

2.1 הכנת לוחית אלקטרודה חיובית

הכנת יריעת המוט מחולקת בעיקר לשני שלבים: 

1) הכנת תמיסה; 

2) ציפוי, ייבוש, לחיצה ועוד שלבים.

2.1.1 הכנת תמיסה

התרחיץ מורכב מממס, חומר קתודה, חומר מוליך ומקשר.

יחס המסה של חומר אלקטרודה חיובי: חומר מוליך: קלסר הוא 80:10:10.

2.1.2 ציפוי צלחת

בדרך כלל, מגרד ויציקהמכונת ציפוימשמשים לציפוי, וחומר האלקטרודה החיובית מצופה על רדיד האלומיניום והאלקטרודה השלילית מצופה על רדיד הנחושת. תלמידים שאין ברשותם מכונת ציפוי יכולים להשתמש בצלחת זכוכית ובמגרד לציפוי. תהליך הציפוי פשוט יחסית, אך יש לשים לב לנקודות הבאות

1) רדיד האלומיניום צריך להיות שטוח ויש להפחית את הקפלים ככל האפשר;

2) לפני הציפוי, נקו בזהירות את רדיד האלומיניום ואת פלטפורמת מכונת הציפוי עם אלכוהול וכותנה סופגת;

3) את הכותנה הסופגת יש לנקות בזהירות עם נייר טואלט לאחר הניקוי, אחד כדי להסיר את הצמר גפן שעלול להיות קיים ושתיים כדי לא לשרוט את נייר האלומיניום.

2.1.3 ייבוש ולחיצה של יריעת מוט

מטרת הייבוש היא להסיר כמות גדולה של ממס ומים בסלורי, ולכן עליו לעבור שני שלבים של ייבוש בפיצוץ וייבוש בוואקום. הטמפרטורה והזמן הספציפיים של כל שלב מדווחים בצורה שונה בעבודות שונות.

2.1.4 לחיצה על טאבלט

לאחר הציפוי, הציפוי המרוכב היבש רופף יחסית. בשימוש ישיר, קל ליפול ולפגוע לאחר ספיגת אלקטרוליט.מכונות גלגולאו ניתן להשתמש במכבשי טאבלט לעיבוד טאבלטים. בדרך כלל, מכונות רולר יכולות ללחוץ על ציפוי האלקטרודה החיובית ל-15-60% u03bc m. ניתן ללחוץ את מכבש הטאבלט בלחץ של כ-80-120 ק"ג/סמ"ר. היציבות, המוצקות והתכונות האלקטרוכימיות של האלקטרודה לאחר הלחיצה שופרו, וביצועי הבדיקה היו טובים יותר משל המדגם ללא לחיצה.

ישנן שתי מטרות עיקריות ללחיצת טאבלט:

ראשית, על מנת להעלים קוצים, כך שהמשטח יהיה חלק וישר, כדי למנוע את הסוללה כאשר הקוצים לנקב את הסרעפת הנגרמת מקצר חשמלי;

השני הוא לשפר את חוזק לוחית המוט ולהפחית את העכבה האוהמית. לחץ רב מדי יגרום למוט להתפתל, דבר שאינו תורם להרכבת הסוללה, ולחץ קטן מדי אינו יכול לשחק את תפקיד הלחיצה.

2.1 הרכבה של סוללת מטבע

2.1.1 פריטים נחוצים:

תא הכפפות: מכבש טבליות (רצוי עם תצוגה דיגיטלית), 2 פינצטות (לפחות אחת היא פינצטה מפלסטיק), כף תרופה אחת, אלקטרוליט, טבליות ליתיום, טחינת בקבוקי זכוכית (עם טפטפת ראש מפלסטיק), מזרקים, מגבות נייר יבשות וחומרי ניקוי אחרים;

מחוץ לתא הכפפות: נרתיקים למטבעות, אספן, לוחית קפיצים (או ניקל קֶצֶף ), צלחת חיובית,מפרידצַלַחַת;

הערה: יש לייבש את חלקי הרכבת הסוללה בוואקום במשך כ-4 שעות לפני שהם מכניסים אותם לתא הכפפות, והטמפרטורה לא צריכה להיות גבוהה מדי, אותה ניתן להגדיר ל-60-80 ° C. תיבות כפפות עם קיבולת גדולה יותר יכולות לאחסן את אלה חלקי הסוללה מראש והם נקיים יותר. לאחר כניסת חומר הגלם לדלת תיבת הכניסה, פעולת כניסת הפליטה תתבצע בהתאם לנהלי ההפעלה, לפחות שלוש פעמים. מומלץ למקם שולחן ניתוח קטן בתיבת הכפפות כדי למנוע מגיבים מלכלד את תא הכפפות. האלקטרוליט משחית את הכפפות ואת הדופן הפנימית של תא הכפפות, ויש להימנע ממנו ככל האפשר.

2.1.2 קבע את תכולת החמצן של המים

לתא הכפפות הכללי יש גלאי תצוגה דיגיטלית לתכולת חמצן במים, וניתן לשלוט בתכולת החמצן במים בתיבת הכפפות של בריאן בפחות מ-0.05PPM, אך הסטנדרטים של תיבות כפפות שונות אינם זהים. תהליך הרכבת הסוללה מתבצע בתיבת כפפות שעברה פעולת כניסת פליטה, מבודדת בקפדנות מכל חמצון אפשרי, לחות והפרעות אחרות. אם תכולת החמצן במים בתא הכפפות גבוהה באופן עקבי, יש לבדוק את הכפפה לאיתור נזק או לשחזר את תא הכפפות.

2.1.3 תהליך הרכבה

ישנם שני רצפי הרכבה עיקריים של סוללות תאי מטבע, המעבדה משמשת בדרך כלל כדי להתחיל ממארז תא המטבע השלילי, אך היא יכולה להתחיל גם ממארז תא המטבע החיובי.

1) הפתח של מארז תא המטבע החיובי פונה כלפי מעלה וממוקם שטוח על לוח הזכוכית

2) הנח את מרווח ואת הצלחת החיובית לתוך מארז תא המטבע החיובי עם פינצטה, והצלחת החיובית ממוקמת במרכז

3) לספוג את האלקטרוליט באמצעות טפטפת ראש או מזרק מפלסטיק ולהסתנן לפני השטח של לוחית האלקטרודה החיובית

4) מהדקים אתמפרידומכסים את הצלחת החיובית

5) השתמש בטפטפת/מזרק שוב כדי לספוג את האלקטרוליט ולהרטיב את פני השטח שלמפריד.

6) קח את שבב הליתיום והנח אותו באמצעמפריד

7) מהדקים אתמרווחומניחים אותו על הליתיוםשְׁבָב, מיושר בקפדנות

8) תפוס את הקפיץ והנח אותו על המרווח, מיושר בקפדנות

9) פינצטה מהדקת את כיסוי תא המטבע השלילי