实验报告二(纽扣金属锂模拟电池的制作与性能表征)12550701021钟如达

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1、实验报告二（纽扣金属锂模拟电池的制作与性能表征）12550701021钟如达实验报告实验二：纽扌II金属锂电池（模拟）的制作与性能表征班级：12应化A班学号：12550701021姓名：钟如达一、实验原理锂离子电池是指止负极为Li+嵌入化合物的二次电池。止极通常采用锂过渡金属含氧酸化物LixCoO2,LixNiO2或LixMn2O4,负极采用锂一碳层间化合物LixC6o电解质为溶有锂盐LiPF6,LiAsF6,LiCIO4等的有机溶液。在充放电过程中，Li+在两极间往返嵌入和脱出，被形象的称之为"摇椅电池”（RockingChairBattery）o锂离子电池充放

2、电原理和结构如图1所示。图1锂离子电池充放电原理示意图下面以尖晶石型LixMn2O4为正极材料，金属锂为负极，叙述金属锂模拟电池的充放电过程：⑴正极放电时，正极从外部电子线路获取电子，锂离子嵌入正极，部分Mn4+被还原为Mn3+,充电时，正极把电子释放给外部电子线路，锂离子从金属锂负极材料溶出，电极反应为:Lix+yMn2O4LixMn2O4+yLi++ye（2）负极充放电时电极反应为：Li++eLi锂离子在电解液中，通过微孔薄膜往返迁移，然后沉积到锂电极上。电子在外部线路中转移而释放或消耗能量。这种锂电池的充放电过程可以看到，锂离子的化合价态始终保持+1价，无价

3、态转变，所以这种二次电池叫“锂离子电池”。二、实验材料仪器1、实验材料：镭酸锂（LixMn2O4）＞铜箔、隔膜（Celgard2400）、锂片、电解液（LB-315,IMUPF6溶于体积比EC:DEC:EMC=1:1:1的溶液）、扣式电池壳（CR2032）、电池垫片、电池弹片、纽扌II电池座等。2、实验仪器CorreTestCS350电化学工作站、电子分析天平、JK-TMJ-200台式加热涂膜机（附带小型真空泵）、台式干燥箱、真空干燥箱、JK-GYJ-100B实验型电动车昆压机、JK-CPJ-O1扣式电池切片机、JK-CMJ-02扣式电池冲模机、手套箱+JK-YY

4、FKJ-20纽扌I【电池液压封口机（附带高纯氮气气源）等。剪刀4把、美工裁纸刀4把、带密封盖广口玻璃瓶（200mL,用于储藏金属锂片）6个、塑料试剂瓶（50mL,用于装电解液和临时储藏金属锂片）6个、ImL注射器50支、弯型尖髯银子10把、直型银子20把、卷纸2打、宽型透明胶4卷、软导气管（通氮气）30米、硬导气管（抽真空）30米、小型静音型空压机1台、硬导气管接头3套、小功率电烙铁2把、带松香的焊锡4卷、大型扳手2把、常用电工工具箱2个、50mL烧杯50个、200mL烧杯50个、玻璃棒50支、一次性塑料手套10袋等。三、实验流程与步骤（一）实验流程A搅拌一B涂膜

5、f烘烤〜C辗压极片一D切片〜E切膜〜F封装fG测试（二）实验流步骤1＞正、负极的制备a、正极的制备按7:2:1的质量比，分别称取2.14g猛酸锂、0.60gKS6导电剂碳黑和0.30g粘结剂聚偏二氟乙烯（PVDF）,混合均匀后，加入4mL溶剂N■甲基・2■毗咯烷酮（NMP）,在烧杯中充分搅拌20分钟左右并调节好物料的粘度，然后使用加热涂膜机在铝箔的绒面上（集流体）涂成均匀的薄膜（厚度:200左右），置于60°C烘箱中烘2小时，再在120°C烘箱中烘6~8小时至实干。将烘干的电极滚压，使活性物质与集流体紧密结合。使用电池切片机将压好的电极裁成①14mm的圆片后，储存

6、备用。其制备流程图如下：图2正极制备流程图b、负极、电解液、隔膜负极极片是厚度为2.50mm直径为15mm的锂金属薄片；电解液为LB-315（IMLiPF6溶于体积比EC:DEC:EMC=1:1:1的溶液）；隔膜为Celgard2400,将隔膜纸裁剪成直径为①16mm的圆片。把裁剪好后的隔膜、1E极片、负极片、电解液、扣式电池壳（CR2032）、电池垫片、电池弹片等转移到充满纯N2的手套箱内。2、实验电池的组装实验模拟电池装配过程在充满氮气的手套箱中进行，手套箱中氧含量、水含量均须低于10ppmo干燥的电极移入手套箱后，分别将LiMn2O4正极、隔膜、电解液、Li

7、负极、垫片和弹片按顺序装入实验模拟电池的模具中（见下图），然后小心地转移到封装机上，使用液压装置压紧电池的上下壳，而但要保证装好的电池密闭不漏电解液。204颗粒图3实验模拟电池的示意图图4实验模拟电池示意图3、实验电池的测试将待测的电池与测试仪器相连，注意避免正负极的短路，从工作站上启动软件，确认己连接的通道。分别进行开路电位、恒电位极化、恒电位阶越、线性扫描伏安法、循环伏安法、交流阻抗和充放电测试。四、结果与讨论1.开路电位（OpenCircuitPotentialVoc）如图5所示，可以看出t=99.6s时，开路电位为+0.0925V,该直线变化范围从+0.1

8、225V~