學校及一般的研究機構,在鋰電池材料及配方的研發上,常常藉助 coin cell 來進行研究,但是要做出穩定、可靠的數據,卻不是一件簡單的事,因此特別針對如何組裝電池做以下的說明。
1. 環境要求:需在 Ar 或是低濕度的環境下進行組裝。詳細說明見『手套箱問與答』
2. 材料要求:
a. 鋰金屬:需具有白色金屬光澤 (最起碼為微黃色)
b. 極板:黏著良好,並以真空烘箱烘乾 2hr-12hr。
正極約以 100-120度烘乾,不同正極烘乾時間差異大。
負極約以 85-100度烘乾
極板的毛刺不可大於隔離膜的厚度 (約 25um)。
極板必須以碾壓機碾壓,否則電容量及壽命都很差。
各材料密度約略如下 (研究用密度):
LiCoO2 : 3.3-4.1 g/cm3
LiCoNiMnO2 : 3.0-3.6 g/cm3
LiFePO4 : 1.6-2.5 g/cm3
Graphite : 1.2-1.6 g/cm3
MCMB : 1.3-1.8 g/cm3
c. 電解液:水含量小於 30ppm, HF 少於 60ppm
配方需搭配正負極材料而變更
d. 隔離膜: 需採用高穿刺強度的隔離膜。
e. 組件:組件的材質不可與電極反應。
組件的厚度需彼此搭配,避免壓力過大或過小。
組件的高度需與壓合模具互相搭配。
3. 組裝說明:
a. 放置電池下蓋
b. 極板秤重後以不導電的夾子夾取,泡入少量電解液中約 5 秒
並放在下蓋中央。
如果極板彎曲的很嚴重,則可事先用手弄成平坦狀態
c. 隔離膜泡入少量電解液中,並平放在極板上,儘可能在下蓋中央
d. 放上鋰金屬片 (或是鋰金屬壓在墊片上)
e. 放上墊片 (放入鋰金屬/墊片時,不可碰到下蓋,否則正負極短路)
f. 放上簧片
g. 放上上蓋,並以三用電表量測電壓
h. 吸水紙墊在上蓋上,以手按壓,吸取多餘電解液,以免污染模具
i. coin cell 放入模具中 (或是一開始就將下蓋放在模具上)
j. 以壓合機加壓,加壓後組件變形使 coin cell 密合
k. 以三用電表量測電壓,與步驟 g 之電壓差距應在0.2V 內