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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 锂离子扣式电池的组装及测试
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momo悄悄

金虫 (正式写手)

[求助] 锂离子扣式电池的组装及测试 已有3人参与

我做的是锂离子正极材料，最近装了一批电池，但是不知道怎么测。用蓝电充放电测试的时候是先充电后放电，还是先放电后充电，还有静止时间有没有影响?
另外一直不理解商业上负极用的是石墨，为什么锂离子扣式电池的负极用的是锂片，充电的时候锂离子嵌入到锂片里吗？原理是什么？刚接触这个体系，还望前辈们多多指点。
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不要为了那些你控制不了的事情而难过
1楼 2014-12-09 18:41:18
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

拈花V笑

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
MyTavel: 金币+1, 感谢交流 2014-12-10 16:08:45
momo悄悄: 金币+10, ★★★很有帮助, 好的谢谢 2014-12-11 09:13:28
1.首先要搞明白锂离子电池（钠离子电池、镁离子电池原理一致）的电化学原理，常规体系是LiCoO2-C，正极提供锂源，这种体系是先充电，让正极脱锂，负极嵌锂，形成充电态，然后放电。
2.你做的是正极材料，不知道是什么系列的，层状NCM、LCO，还是尖晶石的LM2O4，还是橄榄石的LFPO等这些是嵌入型的正极材料（提供锂源）。还有基于相变的正极材料如MnO2（不提供锂源）。
3.假设你做的嵌入型的正极材料，在做扣电的时候，与锂片负极相对，首先要充电，因为这个时候是放不出电的（也就是正极材料插不进锂的，当然这是常规情况，严格得说只要电压再高点实际上还是插得进的，这个是后话），然后再放电。
4.假设你做的是基于相变的过渡金属氧化物，那就是先放电，再充电了，明白吗？
5.至于为啥常规材料电化学性能检测的时候，装扣电用Li片，而不用其他负极如石墨材料，我理解的原因有：1）制作快速，不需要负极极片制作，成本便宜。2）扣电测试主要关注的是你研究材料的容量及倍率性能，如果选择石墨做负极，那这个容量及倍率都会受到石墨负极的影响。当然如果你要测试你材料的全电池性能，那就需要选择常规的石墨了。
6.锂片作为负极，那就叫锂金属锂离子电池了，锂离子不是在锂片里发生脱嵌，而是沉积在表面，这就是常说的锂金属负极容易形成锂枝晶，刺穿隔膜影响安全的原因。
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3楼2014-12-09 19:33:57
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sabin0811

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
用石墨作负极的电池是全电池，而实验室用锂片组装的扣式电池是半电池，半电池锂离子的脱嵌只发生在正极，锂片提供锂离子，但不会发生锂离子的脱嵌，一般实验室都做半电池。至于电池的测试我也没做过，所以就不知道了。

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奋斗。。。
2楼2014-12-09 19:28:39
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普通回帖

zcchong

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
如果正极用的是含有锂源的材料，半电池正极先充电后放电，静止时间影响不大，我们一般都是五分钟；半电池负极用石墨，不能提供充足的锂源，不管是做正极材料还是负极材料，半电池来讲都是做正极，锂片做负极
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4楼2014-12-10 09:24:41
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momo悄悄

金虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by zcchong at 2014-12-10 09:24:41
如果正极用的是含有锂源的材料，半电池正极先充电后放电，静止时间影响不大，我们一般都是五分钟；半电池负极用石墨，不能提供充足的锂源，不管是做正极材料还是负极材料，半电池来讲都是做正极，锂片做负极

好的，我一般静置3小时。
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不要为了那些你控制不了的事情而难过
5楼2014-12-11 09:14:35
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momo悄悄

金虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 拈花V笑 at 2014-12-09 19:33:57
1.首先要搞明白锂离子电池（钠离子电池、镁离子电池原理一致）的电化学原理，常规体系是LiCoO2-C，正极提供锂源，这种体系是先充电，让正极脱锂，负极嵌锂，形成充电态，然后放电。
2.你做的是正极材料，不知道是什 ...

我是先充电，后放电。我做的是三元NCM，一个样装四个电池，进行充放电测试，四个电池的容量都不一样，我想请问一下主要问题是电池的组装影响大，还是涂膜的影响大
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不要为了那些你控制不了的事情而难过
6楼2014-12-11 09:17:05
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zcchong

木虫 (著名写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by momo悄悄 at 2014-12-11 09:14:35
好的，我一般静置3小时。...

刚装完电池测试之前静止三小时左右，每个步骤之间静置五分钟
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7楼2014-12-11 09:20:01
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kirahtt

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
6楼: Originally posted by momo悄悄 at 2014-12-11 09:17:05
我是先充电，后放电。我做的是三元NCM，一个样装四个电池，进行充放电测试，四个电池的容量都不一样，我想请问一下主要问题是电池的组装影响大，还是涂膜的影响大...

我是装LFP/C电池的，感觉组装的影响很大。。。
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8楼2014-12-11 10:51:25
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kirahtt

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
7楼: Originally posted by zcchong at 2014-12-11 09:20:01
刚装完电池测试之前静止三小时左右，每个步骤之间静置五分钟...

请问你是不是恒流充电-静置5min-恒压充电-静置5min-恒流放电？
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9楼2014-12-11 11:02:16
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zcchong

木虫 (著名写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by kirahtt at 2014-12-11 11:02:16
请问你是不是恒流充电-静置5min-恒压充电-静置5min-恒流放电？...

是的，加个充放电电压截止条件就OK
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10楼2014-12-11 14:00:32
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