扣式锂电池的制备工艺研究

系。

2.4 电池不能放电的原因分析

尽管极片的掉粉得到解决，但很多电池开路电压低，电阻大，并且只能充电不能放电，为此分析了可能的原因。

（1）开路电压低的原因分析

一部分电池制成后静置1～2h的开路电压在0V左右，其可能的原因为：

①极片的毛刺穿破隔膜，造成电池短路；

②电池在装配过程中，正负极片偏移，导致短路；

③电池的装配不紧，导致电池正负极外壳与正负极片的虚接，造成电池断路。

为了解决由①造成的电池短路，制片工艺中增加了压片工艺；减小正负极片的直径，同时增大隔膜的直径，来消除原因②造成的电池短路；最后采用紧装配来避免断路现象发生。

（2）电化学阻抗大的原因分析

图3是C/LiCoO2扣式电池的EIS谱图。

由图可知该电池电化学阻抗很大（1.3kΩ），其原因可能是：

①导电剂添加量不够；

②隔膜的孔隙率小，使得电解液中的锂离子不能顺利通过；

③电解液分解，电解液中的锂离子减少。

对于原因①，采用加过量的导电剂；对于原因②采用更换不同的电池隔膜。通过这两种方法的改进，所得电池的电化学阻抗仍很大；所以为原因③是造成电池电化学阻抗变大的主要原因，理由是电池在封口之前，若有少量的空气和水分进入电池，就会在碳负极表面上直接还原生成氧化锂、氟化锂和氢氧化锂以及氢气，消耗掉电池中有限的锂离子，造成电池不可逆容量与内压的增大；另一方面，氟化氢还会与正极材料发生反应，造成正极材料的溶解。

2.5 工艺优化后的CLIB充放电特性

图4是经过了极片制备工艺、装配工艺和封口工艺优化后的CLIB充放电曲线。由图可知，经过配膏、搅拌、干燥温度、干燥时间、压片、装配、封口等工艺优化后，C/LiCoO2扣式电池已经由原来只能充电、不能放电变成了可充可放的充电电池。

3 结论

（1）正负极膏体的最佳配比分别为：LiCoO2∶SP∶PVDF∶NMP=47.6∶2.4∶2.4∶47.6（质量比）和C∶SP∶PVDF∶NMP=36.5∶1.2∶3.3∶59.0（质量比）；

（2）搅拌的工艺规范为：将PVDF加入NMP中，在50℃下溶解50min,然后把SP加入其中强力搅拌20min,再将活性物质加入后强力搅拌1h,最后超声波搅拌15min;

（3）正负极片干燥工艺规范为：正极片在120℃下干燥8h,负极片在90℃下干燥8h;

（4）压片工艺规范为：正极片压力20MPa,负极片压力16MPa,当达到预定压力后要静止0.5min;

（5）装配和封口工艺是影响电池充放电性能的重要因素，电池应在惰性条件下实行紧装配。