纽扣电池的制作、组装与测试分析
DOI:10.16525/jki.14-1362/n.2019.07.09
总第181期2019年第7期Total of 181No.7，2019
创新发展
收稿日期：2019-06-01
作者简介：李志彬（1985—），男，本科，研究方向为锂电池电化学性能、锂电池失效分析。
纽扣电池的制作、组装与测试分析
李志彬
（广州中国科学院工业技术研究院，广东广州
511458）
摘
要：阐述锂离子纽扣电池的实验制作方法，介绍锂离子纽扣式电池的组装流程，并测试其充放电情况，从而
有效提升锂离子纽扣电池的制作、组装与测试水平。关键词：纽扣电池；制作；组装；测试分析中图分类号：TM912
文献标识码：A
文章编号：2095-0748（2019）07-0019-02
现代工业经济和信息化
Modern Industrial Economy and Informationization 引言
受全球能源危机的影响，开发新能源已成为世界各国的重要任务，而高性能高安全的电池研制更是研制重点之一。作为表征高性能高安全电池性能的重要手段之一，纽扣电池的应用为全电池新材料开发、电池的设计、电池初期生产试制等提供快速精确的分析结果，越来越受到研发技术人员的重视。所以，系统了解和掌握锂离子纽扣电池的制作、组装和测试情况十分关键，有利于后续对锂电池生产工艺的改进和优化。
众所周知，新型电池的研制一般在实验室当中进行，并需要经过测试分析之后，才能最终实施组装量产商用。通过科学的实验，系统测试和分析电池的性能与安全性等，对衡量和评判电池的具体应用效果十分有益。尤其是近些年以来，锂离子纽扣电池获得了非常广泛的应用，对其中锂离子纽扣电池的
制作、组装技术和性能测试情况进行总结，有助于对纽扣电池制造与组装工艺不断改进和优化，使其发挥出更好的效果。鉴于此，深入探讨和分析锂离子纽扣电池的制作、组装以及测试分析就显得尤为必要，具有重要的研究意义与实践价值。1锂离子纽扣电池的实验制作说明
第一，称量相应的电极样品，并依据具体的质量比70∶14∶8进行正极活性材料LiFePO4、黏结剂及导电碳黑的科学量取。
第二，做好磁力搅拌制浆工作。通过把LiFePO4粉末和相关添加剂以一定的比例置于烧杯内，随后添加NMP 对浆液予以稀释，保证其稠度合适，并使用磁力搅拌机设备进行3h 的搅拌处理，完成对涂
膜适用浆液的制作[1]。
第三，进行涂布时，均匀地把浆液涂抹到相应的铝箔上面，确保膜面的平整性，使纹理大体相同。同时在电极片干燥过程中，把经过涂布之后的电极片处于65℃的温度下进行3h 的干燥，然后继续处于110℃的温度之下予以11h 的烘烤。
第四，实施切片操作时，应把经干燥处理之后的电极片依靠切片机设备准确裁剪为圆形。而进行压片操作时，则需把切完的电极片放置于压片机器当中，完成压片成型操作。
第五，在隔膜裁剪的过程中，通过运用切片机设备，完成圆形的裁剪处理。同时在对电极片进行称重
的时候，需要对涂正极活性物的质量加以准确地计算。
第六，做好烘干处理，以备不时之需。把经过称重之后的电极片予以烘干处理。把送到手套箱内的全部材料放置于盘内，并在120℃的温度下进行1h 的干燥处理，最后实施电池组装[2]。2锂离子纽扣式电池的组装概述
把已备完的极片移动至相应的惰性气氛手套箱当中，并保证锂离子纽扣电池组装各部件齐全，其中涵盖金属锂片、负极壳、垫片、隔膜与弹、正极壳以及电解液等等。在组装的过程中，需把负极壳平放置在有关绝缘台面的上面，使金属锂片处在负极壳的中心位置，然后运用压片模具实施金属锂片的平整处置，让其隔膜平置在锂片之上。随后，运用移液器装置称取一定量的电解液滴在隔膜的表面，持绝缘镊子把所进行测试的极片和垫片、弹与正极壳分别放置到隔膜之上[3]。接着运用绝缘镊子把纽扣电池的负极一端朝上放到纽扣电池的封口机模具的上面，并以纸巾垫在其上边，进而将已经溢出的电解液进行吸收，同时对压力加以调控，最终达到组装完成锂离子纽扣电池的目的。
第9卷
现代工业经济和信息化
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3锂离子纽扣电池的充放电测试分析
首先，把经过密封处理的纽扣电池与有关电池测试系统进行相连，并且依据相关的操控规定，使其处于2.4~4.5V 区间中实施4次0.1C 倍率的充放电循环处理，达到对电池激活的目的。
其次，所有需测试的电池依次处于2C 、3C 、4C 之下进行充放电性能的测试。并对有关充放电程序加以设定，输入相应的活性物质量、充放电的电压及电流等有关参数。具体的程序设定成：2C 恒流充电到4.5V ，并放置2min ，2C 恒流放电到2.4V ，并放置2min 。采用一样的方法完成3C 、4C 倍率之下的恒流充电测试，随后在2C 之下进行恒流充电、放电，直至结束。
最后，借助通过实验测试获取的数据结果，以正极材料当中的LiFePO4质量大概2mg 为依据，相应电池额定比的容量是160mAh/g ，进而绘制出处于各个倍率之下的充放电电压V 和比容量mAh/g 之间的曲线，完成基于各个充放电倍率之下的电池容量、充放电的时间与衰减率以及库伦效率等方面的对比。
经过测试发现，锂离子纽扣电池处于2~4C 下的充放电性能情况主要和倍率的提高相关。当倍率提升后，相应电池容量则下降，究其原因，主要在于处于大倍率充放电的过程中，当充放电的电流很大的时候，相应的充放电时间则较短，而在有关正极活性物质LiFePO4当中的锂离子无法进行全部嵌入，由此致使电池容量下降。在运用大倍率的充放电以后，继续运用低倍率2C 实施电池的充放电的时候，
手机电池激活获取的曲线和第一次运用2C 实施充放电的时候形成的曲线大致重合，由此表明经过组装后的锂离子
纽扣电池拥有较好的性能[4]。
对于正极材料当中的LiFePO4，其质量大概是2mg ，在实验进行过程当中，进行2C 、3C 、4C 的充放电时，相应的电流依次是1、2、3mA ，相应的电流密度则是0.34A/g 、0.66A/g 、1.02A/g 。当充放电的倍率提升之后，充放电的时间则会减少，进而表明增加充放电的电流可以达到节约时间的效果，不过对比2C ，处于3C 、4C 倍率下的充放电的衰减率依次是56.50%、36.24%，表明处于大倍率之下的电池没有实现完全的充放电。4结语
从此次论文的阐述和分析当中，可以获知，深入探讨和分析锂离子纽扣电池的制作、组装以及测试分析的情况显得尤为必要，具有重要的研究意义与实践价值。本文说明锂离子纽扣电池的实验制作方法，介绍了锂离子纽扣式电池的组装流程，并测试了其充放电情况。希望此次研究与分析的内容和结果，能够得到有关锂离子纽扣电池研发与测试工作人员的关注和重视，并且从中获取相应的启发与帮助，以便推进锂离子纽扣电池制造、组装工艺的优化进程，使其发挥出更好的成效。
参考文献
[1]Oven G.无源器件的组装和测试——
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通过自动化提高生产能力[J].光纤通信，2001（3）：47-48.[2]王其钰，褚赓，张杰男，等.锂离子扣式电池的组装，充放电测量和数据分析[J].储能科学与技术，2018，7（2）：327-344.[3]
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盛英卓，苏庆，张振兴.锂离子纽扣电池的组装及性能测试实验设计[J].高校实验室工作研究，2018（3）：42-45.
（编辑：王红霖）
Fabrication,Assembly and Test Analysis of the Button Cell
Li Zhibin
（Guangzhou Academy of Science and Technology,Guangzhou Guangdong 511458）
Abstract:The manufacturing method of the lithium ion button cell is described,the assembly process of the lithium ion button cell is introduced,and the charge and discharge condition of the lithium ion button cell is tested so as to ef-fectively improve the production,assembly and test level of the lithium ion button cell.Key words:button cell;fabrication;assembly;test analysis
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