组装扣式电池步骤及所需材料.pdfVIP

扣式电池组装相关知识

前言

任何一种新的电池材料的开发通常经过实验室研发、小试、中试以及规模放

大和商业化应用五个阶段。其中实验室研发阶段是对材料性能测试、验证以及价

值判断的必要阶段。因为实验室的测量数据除了具有重要的科研价值外，还有助

于在早期开发阶段判断某些材料及电池体系是否具有实际应用价值及商业开发

价值。实验室扣式电池除了用于对现有材料的性能进行检测之外，还用于对新材

料、新工艺产品进行初步的电化学性能测试与评价，正确的组装扣式电池对该材

料的开发与制备、全电池设计与应用有着重要意义。

一、扣式电池材料基本介绍

锂离子扣式电池主要由以下几部分组成：正极壳、负极壳、（正/负）极片、

隔膜、垫片、弹片、电解液。

常用的正规的商品扣式电池CR2032中的C表示正极是MnO,还有BR系

2

列，B表示正极是氟化碳。C或者B代表扣电体系，R代表电池外形为圆形。前

两位数字为直径（单位mm），后两位数字为厚度（单位0.1mm），取两者的接

近数字。例如CR2032的大略尺寸为直径20mm，厚度3.2mm。

1.1电池壳

下图为CR2032扣式电池电池壳，正极壳较大，负极壳为表面有网状结构且

较小，所以一般组装过程从负极壳开始。

图1CR2032扣式电池正极壳（左），负极壳（右）

1.2极片

极片的制备工艺对电化学性能能否充分发挥有重要影响，我们会在2.1中重

点讲解，此处简要介绍。下图为正极材料所制备的极片。

图2正极片（左）与铝箔（右）

锂离子电池极片的正、负极集流体分别为铝箔和铜箔。如果选用单面光滑的

箔材，往往在粗糙面上进行涂布，以增加集流体与材料之间的结合力。箔材的厚

度要求不严格，但对箔材的面密度均匀性有比较高的要求。硅基负极材料一般选

用涂碳铜箔以提高黏附性，降低接触电阻，以增加测试结果的重现性，提高充放

电循环性能。

什么样的极片才是好极片？

应该满足这几方面：

（1）浆料涂布均匀，观察不到明显的厚度不均匀，特别薄的地方甚至能观

察到亮色的铝箔；

（2）极片保持完整圆形未受损坏，周围尽量没有毛刺；

（3）极片涂布区域没有颗粒物并且没有明显的掉粉现象。

1.3隔膜

实验室所用隔膜一般为Celgard2400或者Celgard系列其他产品，冲压成小

圆片后使用，直径略大于正负极极片。可以根据电池性能要求不同选择隔膜，关

于隔膜的选择和参数，请见后期关于锂电池隔膜的选择以及参数意义的介绍。

隔膜的作用是什么呢？

简单的说，如果没有隔膜，正负极就直接接触，也就是会发生短路，这也就

是为什么有的电池中要抑制锂枝晶的产生，就是防止其刺破隔膜，引起局部短路，

而造成安全事故。隔膜一般采用聚乙烯等高分子材料，不导电，其结构中有许多

微孔，允许锂离子通过,虽然它是绝缘体，但“不允许电子通过的说法并不准确”。

1.4锂片（即负极片）

负极片直径略小于负极壳直径，CR2032的锂片直径为15.8mm，实验室常采

用直径为14mm（对应CR2032扣式电池）冲口模具冲正极片。值得注意的是：

锂片比较柔软，容易变形，所以在装电池前可以用正极壳（因为它比较大）将变

形的锂片压平整。而且金属锂在空气中极易氧化变质，遇水容易爆炸，所以购买

回来的金属锂片需要在手套箱中打开，打开时注意，不要损坏手套。

图3适合CR2032电池使用的金属锂片

1.5垫片

垫片为圆形的铝片，直径与锂片大小一样，实验中，可以根据需求购买不同

规格和厚度等。

注意：垫片、正负极壳等组件，在使用前要用酒精反复超声清洗，然后鼓风

干燥箱烘干。

图4垫片

1.6弹片（支撑片）

弹片主要是起到支撑电池的作用，如果没有弹片，在压电池的步骤中会把电

池压的很扁，内部组件可能被压坏。弹片只在负极侧加，但是若正负极都加了弹

片，压电池步骤中不能将扣电