实现扣式锂电池设计方案及影响因素
迫使介质做激烈的机械振动，并能产生强大的单向力作用于液体中的微气核（空化核），使其在声场的作用下被激活，表现为泡核的振动、生长、收缩和崩溃等一系列的动力学过程，使溶液有猛烈的扩张和收缩作用；磁力搅拌器的原理是利用电动机带动磁钢，其磁力线带动玻璃容器中的搅拌子完成搅拌任务，特点是转速在一定范围内可任意调节，可以在密封容器中进行调混作用；强力搅拌器主要是依靠高速旋转的叶片对液体的切向力进行搅拌，这种搅拌方式根据转速的不同可以选择不同的搅拌强度，转速比较高的机械搅拌器可以达到2500r/min。三者的搅拌力度由强到弱依次是：强力搅拌>磁力搅拌>超声波搅拌。
对此，设计了以下几个实验来研究加料方法和搅拌工艺对掉粉性能的影响：
①活性物质+导电剂→手工研磨20min→NMP（已溶PVDF）→超声波搅拌1h;
②活性物质+导电剂→手工研磨20min→NMP（已溶PVDF）→磁力搅拌1h;
③活性物质+导电剂→手工研磨20min→NMP（已溶PVDF）→强力搅拌1h;
④导电剂→NMP（已溶PVDF）→强力搅拌20min→活性物质→超声波搅拌1h;
⑤导电剂→NMP（已溶PVDF）→强力搅拌20min→活性物质→磁力搅拌1h;
⑥导电剂→NMP（已溶PVDF）→强力搅拌20min→活性物质→强力搅拌1h;
⑦导电剂→NMP（已溶PVDF）→强力搅拌20min→活性物质→强力搅拌1h→磁力搅拌15min;
⑧导电剂→NMP（已溶PVDF）→强力搅拌20min→活性物质→强力搅拌1h→超声波搅拌15min。
实验结果表明：出现严重掉粉的是①、④，出现轻微掉粉的是②、⑤，不掉粉的是③、⑥、⑦、⑧，但⑧工艺的放电性能最好。从而得到搅拌的最佳工艺为：
将PVDF加入NMP中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。
目前CLIB已商品化，主要用作小型电子产品电源，如：电脑主板、MP3手表、计算器、礼品、钟表、玩具、蓝牙耳机、PDA、电子匙、IC卡、手摇充电手电筒等产品中，寿命可达5~10年，受到了锂电池生产商的青睐。另外，CLIB较圆柱形和方形锂离子电池成本低，封口容易，设备要求简单，因此，近年来很多电池公司、大专院校和科研院所的研发部门对开发CLIB越来越重视。本文采用正交实验法（OE）优化了C/LiCoO2LIR2016型扣式电池的制备工艺，通过电化学阻抗（EIS）和充放电等测试手段研究了该电池的电化学性能，为人们深入研究和开发这类电池提供一定的依据和借鉴。
1 实验
1.1 LIR2016电池制备工艺
LIR2016电池工艺研究主要包括配膏、制极片、电池装配和封口。
（1）配膏工艺
按照正交表1称量活性物质（正极活性物质Li-CoO2,负极活性物质为C）、导电剂SP和粘结剂PVDF进行配膏，其基本过程是：首先将PVDF加入NMP中，在50℃下恒温50min使PVDF完全溶解；然后将SP与活性物质在磁力搅拌器下干混10min,使其混合均匀并在干燥箱中干燥；最后将干混材料SP与活性物质加入已均匀溶解PVDF的NMP中搅拌20min涂膏。
（2）极片制作工艺
极片的制作工艺对电池的性能有很大的影响，其基本过程为：
①涂片，用玻璃棒把正/负极浆料分别均匀平整地涂在铝箔/铜箔上；
②干燥，把极片放在一定温度的烘箱中干燥，除去大量的溶剂NMP;
③预压片，极片在油压机上以5MPa的压力进行压片，并且在达到预定的压力后停顿10s;
④打片，用模具把极片冲成Φ=18mm的正负极片；
⑤二次压片，极片放在油压机上进行压片，达到预定的压力后静止30s;
⑥二次干燥，在一定温度下干燥极片，主要是除去压片、冲片和二次压片时在空气中操作所吸收的水分。
（3）电池装配工艺
电池装配在充满Ar气的手套箱中进行，隔膜采用Cellgard2000,电解液为1mol/LLiPF6/EC-DMC（体积比1∶1），具体装配流程如图1所示。
1.2 电化学性能测试
采用CHI660B型电化学工作站进行EIS（频率为10mHz~100kHz）的测试；用新威BTS5V/10mA型进行恒电流充放电性能测试（充放电电压区间为2.75-4.2V）。
1.3 正交实验设计
根据实验经验，分别选取4因素为：A-SP含量/%;B-PVDF含量/%;C-搅拌方式（I:磁力搅拌；Ⅱ：研磨搅拌+磁力搅拌；III:研磨搅拌+强力搅拌）；D-干燥温度（I:90℃下干燥8h;Ⅱ：120℃下干燥3h;III:120℃下真空干燥3h），每个因数选择了3个水平，其设计如表1所示。
2 结果与讨论
2.1 正交实验结果分析
实验结