Экспериментальное оборудование

Электродную обработку можно разделить на пять основных частей: смешивание сухого порошка, мокрое смешивание, подготовка подложки, нанесение пленки и сушка.

Здесь представлены оборудование и подготовительные станции, использованные в этом исследовании. Визуальный обзор экспериментальной установки ETSL можно увидеть на рисунке 2.

Подложка электрода и станция приготовления суспензии показаны на рис. 3. Изображенный смеситель IKAtube обеспечивает равномерное распределение компонентов электрода (активный материал, проводящая добавка и связующее) в суспензии.

Станция приготовления связующего и смешивания сухого порошка показана на рис. 4. Высокая точность шкалы Охауса обеспечивает точность и точность измерений для определения критических свойств электрода, таких как удельная емкость. Цифровой микрометр (в футляре) позволяет определять толщину пленки с шагом 0,001 мм.

Вакуумная печь и аппликатор пленки изображены на рисунке 5.

Рисунок 5. Вакуумная печь Tmaxcn и аппликатор пленки Elcometer.

Вакуумная печь способна достигать температуры до 250°С в диапазоне давлений от -0,1 МПа до 0 МПа (атмосферное давление). Печь обеспечивает быструю вторую стадию сушки листов электродов, а также удаление любых пузырьков, присутствующих на поверхности листов электродов. Аппликатор пленки (используемый вместе с показанным на фото ракельным лезвием) обеспечивает гладкую и равномерную заливку электрода. Доступны 11 предустановленных скоростей перемещения от 0,5 до 10 см в секунду. Наконец, наш обжимной станок для монетных ячеек (Xiamen Tmaxcn Inc.) изображен на рисунке 6 внутри нашего вакуумного перчаточного бокса (Xiamen Tmaxcn Inc.). В перчаточном боксе используется чистый аргон, при этом уровни O2 и H2O постоянно поддерживаются на уровне ниже 0,5 частей на миллион. Кримпер (запечатывающий ячейки для монет) можно использовать с ячейками для монет CR2032, CR2025 и CR2016.

Рис. 6. Обжимной инструмент для монетных ячеек в перчаточном ящике.

После окончательной сборки батарей типа «таблетка» их электрохимически охарактеризовали с использованием систем ARBIN BT2000 и VMP3, показанных на рисунке 7.

Подготовка катода и монетной ячейки

Переходя к конструкции элемента, сначала катод центрируется в корпусе монетного элемента. После этого на поверхность электрода наносится несколько капель электролита. Следует наносить достаточное количество электролита, чтобы поверхность электрода была смочена, а кольцо электролита можно было наблюдать на внешнем крае корпуса плоской круглой батарейки. Затем на поверхность наносится одинарный сепаратор диаметром 3/4 дюйма. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы центрировать электрод и предотвратить образование пузырей под сепаратором PP PE .. Любые пузырьки, которые попали в ловушку, можно вытеснить с помощью плоского края пинцета. Если электрод смещается из центра, корпус можно схватить за край и слегка постучать, чтобы заставить электрод встать на место. Можно нанести дополнительную каплю или две электролита, чтобы обеспечить лучшее перемещение электрода, если он прилипает к исходному положению. Далее в ячейку помещается прокладка. После нанесения еще нескольких капель электролита можно установить литиевый противоэлектрод вместе с корпусом плоской круглой батарейки .. Затем ячейку до краев заполняют электролитом, а сверху осторожно надевают крышку. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать чрезмерной потери электролита. Затем колпачок можно прижать большим пальцем, а затем транспортировать к кримперу с помощью пинцета. После размещения ячейки в канавках кримперов можно приложить давление до 900-1000 фунтов на квадратный дюйм, а затем сбросить. Ячейка должна выглядеть так, как показано на рис. 14, без сломанных краев. Дополнительную схему размещения компонентов ячейки можно увидеть на рисунке 15.