在扣式电池电极制备过程中,需要用到以下实验材料:
一、正极材料相关
? 活性物质:根据电池类型不同而不同。例如,在锂离子扣式电池中,常用的正极活性物质有钴酸锂(LiCoO?)、锰酸锂(LiMn?O?)、磷酸铁锂(LiFePO?)等。这些材料各有特点,如钴酸锂具有较高的能量密度,锰酸锂成本较低、安全性较好,磷酸铁锂循环寿命长、安全性高。
? 导电剂:通常会使用乙炔黑。乙炔黑是一种良好的导电材料,它可以提高电极的导电性,使电子能够在电极材料中快速传输。其微观结构是由许多细小的碳颗粒组成,这些颗粒之间相互连接形成导电网络,有助于减少电池的内阻。
二、负极材料相关
? 金属锂片(对于锂原电池等):在以锂为负极的电池中,金属锂片是关键材料。它作为负极活性物质,能够在电池充放电过程中提供或接收电子,与正极材料之间发生氧化还原反应,从而实现电池的电化学功能。
? 其他负极材料(如石墨等,对于锂离子电池):除了金属锂片,对于可充电的锂离子扣式电池,负极材料还可以是石墨。石墨具有层状结构,在充放电过程中,锂离子能够在石墨层间嵌入和脱嵌,实现电池的充放电循环。
三、黏合剂材料
? 聚偏氟乙烯(PVDF):它是一种常用的黏合剂,能够将活性物质和导电剂等粘结在一起,使电极材料形成一个整体。它在有机溶剂(如 N - 甲基吡咯烷酮,NMP)中有良好的溶解性,通过溶解后的 PVDF 溶液可以将各种电极材料混合均匀,并且在干燥后能够保持电极的结构稳定性。
四、溶剂材料
? N - 甲基吡咯烷酮(NMP):主要用于溶解 PVDF 黏合剂,以便于和电极材料混合制成均匀的浆料。NMP 具有良好的溶解性和挥发性,在电极制备过程中的干燥环节能够比较容易地从电极材料中挥发出去,不会残留过多杂质影响电极性能。
五、集流体材料
? 铜箔(对于负极)和铝箔(对于正极):集流体的作用是收集和传导电子。铜箔在负极一侧,它对电子有良好的传导性,能够将从负极活性物质产生的电子快速传导出去。铝箔用于正极,同样是因为其良好的导电性,并且在与正极材料接触过程中能够保持化学稳定性,防止发生不良反应。