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实验 锂离子电池电极制备

实验1.3 锂离子电池电极制备

一. 实验目的

1. 了解锂离子电池电极的构成

2. 了解锂离子电池电极的充放电机理

3. 掌握锂离子电池电极制备的关键技术

二. 实验原理

锂离子电池是指正负极为Li +嵌入化合物的二次电池。正极通常采用过渡金属氧化物LiCoO 2、LiNiO 2、LiMn 2O 4或LiFePO 4等高氧化还原电势的材料,负极采用石墨、碳、或者Li 4Ti 5O 12、LiTi 2(PO 4)3等氧化还原电势较低的材料。电解质为可分为有机电解质和水相电解质两类,有机电解质以LiPF 6、LiAsF 6或LiClO 4等锂盐,混合碳酸酯作为溶剂;水相以硫酸锂、硝酸锂、LiOH 溶液作为电解质。充放电过程中,Li +在正负极之间往返嵌入或脱出,被形象地称为“摇椅式”(rock chair )电池。

实际上,电化学活性材料通常因为导电性差,需要添加石墨导电剂,与其混合,并以聚合物分子作为粘合剂,将活性物质、导电剂均匀混合涂布成薄膜,作为锂离子电池的电极片。以西门子的电池电极片制备工序为例,介绍电极片的制备流程。

实验 锂离子电池电极制备

实验 锂离子电池电极制备

图1.4.1 西门子锂离子电池电极制备工艺示意图

1. 混料

将负极材料(碳为主)与导电剂和粘结剂,加极性溶剂经混料机混合成均一的浆料。目标最大可能分散,注意无活性物质溶解或结构破坏。正极材料以过渡金属锂氧化物为活性物质。

2. 涂布

正极:铝箔;负极:铜箔。涂布厚度达到150-300微米,注意厚度偏差1-2微米以内。

3. 压片

混涂

干切