تحضير وتجميع بطاريات الأزرار

1. مكونات بطارية زر ليثيوم أيون:

1.1 حالات الخلايا المعدنية

فيما يلي غلاف البطارية الخلوية المعدنية CR2032، الغلاف الموجب أكبر، الغلاف السالب له هيكل شبكة على السطح وهو صغير، لذلك تبدأ عملية التجميع العامة من الغلاف السالب.

1.2 لوحة القطب

إن عملية تحضير لوح الإلكترود لها تأثير مهم على إمكانية الاستفادة الكاملة من الخواص الكهروكيميائية.

يوضح الشكل التالي لوحة القطب المحضرة بمادة القطب الموجب.

عملية تحضير صفائح القطب الموجب والسالب هي نفسها، والفرق هو أن القطب الموجب مطلي برقائق الألومنيوم، والقطب السالب مطلي برقائق النحاس، وهذا هو السبب؟

بادئ ذي بدء، الموصلية الكهربائية جيدة نسبيًا، والملمس ناعم نسبيًا، والسعر منخفض نسبيًا.

ثانيا، الألومنيوم نفسه نشط نسبيا، مع إمكانات منخفضة، سيظهر الألومنيوم الليثيوم، وسبائك الألومنيوم الليثيوم، وليس كمجمع سلبي. إذا تم استخدام رقائق الألومنيوم كمجمع سلبي، فسيشكل الألومنيوم سبيكة مع الليثيوم، ثم مسحوق، مما يؤثر بشكل خطير على عمر البطارية وأدائها.

وأخيرًا، من السهل أكسدة النحاس عند الإمكانات العالية، وهو غير مناسب كمجمع إيجابي. طبقة الأكسيد الموجودة على سطح النحاس هي شبه موصلة، والإلكترون موصل. عندما تكون طبقة الأكسيد سميكة جدًا، ستزداد المعاوقة. وفي الوقت نفسه، لن يشكل الليثيوم سبائك الليثيوم في نفس الموقع.

ما هو نوع الفيلم القطبي الذي يعتبر فيلمًا جيدًا؟

وينبغي تلبية هذه الجوانب:

1) طلاء الملاط موحد، لا يوجد سمك واضح غير موحد، وخاصة الأماكن الرقيقة يمكنها حتى ملاحظة رقائق الألومنيوم اللامعة؛

2) أن تظل قطعة العمود سليمة ومستديرة دون تلف، ولا توجد نتوءات حولها قدر الإمكان؛

3) لا يوجد أي جسيمات في منطقة الطلاء ولا توجد ظاهرة تساقط مسحوق واضحة.

1.3 فاصل

الفاصلالمستخدمة في المختبر بشكل عام هي سيلجارد2400 أو غيرها من المنتجات من سلسلة سيلجارد، والتي يتم ختمها في ورقة مستديرة صغيرة وتستخدم بعد أن يكون القطر أكبر قليلاً من ورقة القطب الموجب والسالب.

ما هي وظيفةفاصل؟

ببساطة، إذا لم يكن هناكفاصل، تكون الأقطاب الموجبة والسالبة على اتصال مباشر، أي أنه سيحدث ماس كهربائي، ولهذا السبب يجب أن تمنع بعض البطاريات توليد تشعبات الليثيوم، أي لمنعها من ثقبفاصل، مما تسبب في حدوث ماس كهربائي محلي، مما أدى إلى وقوع حوادث تتعلق بالسلامة.

1.4 رقائق معدن الليثيوم

قطر اللوحة السلبية أصغر قليلاً من قطر الغلاف السلبي. يبلغ قطر شريحة الليثيوم المعدنية CR2032 15.8 مم، واللوحة الإيجابية المقابلة أيضًا 15.8 مم.

ومن الجدير بالذكر أن شريحة الليثيوم ناعمة نسبيًا وسهلة التشوه، وبالتالي تتشوهشريحة الليثيوميمكن الضغط عليه بشكل مسطح بقشرة إيجابية (لأنه كبير نسبيًا) قبل تركيب البطارية. علاوة على ذلك، من السهل جدًا أن يتأكسد معدن الليثيوم ويتدهور في الهواء، ومن السهل أن ينفجر في حالة الماء، لذلك يجب فتح شريحة معدن الليثيوم المشتراة في صندوق القفازات، والانتباه إلى عدم إتلاف القفاز عند الافتتاح.

1.5 فاصل

الفاصلعبارة عن لوح ألومنيوم دائري، قطره هو نفس حجم رقائق الليثيوم، وفي التجربة يمكن شراء مواصفات وسماكات مختلفة حسب الطلب.

ملحوظة:فاصليجب تنظيف حالات الخلايا المعدنية الإيجابية والسلبية والمكونات الأخرى بشكل متكرر بالكحول بالموجات فوق الصوتية قبل الاستخدام، ثم تجفيفها في فرن تجفيف الهواء.

1.6 ربيع

ربيعيلعب بشكل رئيسي دور دعم البطارية، إذا لم يكن هناكربيع، سيتم الضغط على البطارية بشكل مسطح جدًا في خطوة الضغط على البطارية، وقد يتم سحق المكونات الداخلية.ربيعيتم إضافته فقط على الجانب السلبي، ولكن إذا تمت إضافة كل من المحطات الموجبة والسالبةربيع، لا يمكن إغلاق الإبزيم أثناء خطوة جهد البطارية، مما يؤدي إلى اتصال المنحل بالكهرباء بالهواء، وفشل التجربة.

1.7 المنحل بالكهرباء

تتوافق المواد المختلفة عمومًا مع إلكتروليتات مختلفة.

2. تجميع البطارية الخلوية المعدنية

2.1 إعداد لوحة القطب الموجب

ينقسم تحضير ورقة القطب بشكل أساسي إلى خطوتين: 

1) تحضير الملاط. 

2) الطلاء والتجفيف والضغط وغيرها من الخطوات.

2.1.1 تحضير الملاط

يتكون الملاط من المذيبات، مادة الكاثود، عامل موصل وموثق.

نسبة الكتلة لمادة القطب الموجب: العامل الموصل: الموثق هي 80:10:10.

2.1.2 طلاء اللوحة

عموما، مكشطة والصبآلة طلاءيتم استخدامها للطلاء، ويتم طلاء مادة القطب الموجب على رقائق الألومنيوم ويتم طلاء القطب السالب على رقائق النحاس. يمكن للطلاب الذين ليس لديهم آلة طلاء استخدام لوح زجاجي ومكشطة للطلاء. عملية الطلاء بسيطة نسبيًا، ولكن يجب ملاحظة النقاط التالية

1) يجب أن يكون ورق الألمنيوم مسطحًا ويجب تقليل الطيات قدر الإمكان؛

2) قبل الطلاء، قم بتنظيف منصة ماكينة الطلاء ورقائق الألومنيوم بعناية باستخدام الكحول والقطن الماص؛

3) يجب تنظيف القطن الماص بعناية باستخدام ورق التواليت بعد التنظيف، واحدة لإزالة الصوف القطني الذي قد يكون موجودًا واثنتين لعدم خدش ورق الألمنيوم.

2.1.3 تجفيف وضغط صفيحة القطب

الغرض من التجفيف هو إزالة كمية كبيرة من المذيب والماء في الملاط، لذلك يجب أن يمر بخطوتين للتجفيف بالسفع والتجفيف بالفراغ. يتم الإبلاغ عن درجة الحرارة والوقت المحددين لكل خطوة بشكل مختلف في وظائف مختلفة.

2.1.4 الضغط على الجهاز اللوحي

بعد الطلاء، يكون الطلاء المركب الجاف فضفاضًا نسبيًا. إذا تم استخدامه مباشرة، فمن السهل أن يسقط ويتلف بعد نقعه بالكهرباء.آلات المتداولأو يمكن استخدام مكابس الأجهزة اللوحية لمعالجة الأجهزة اللوحية. بشكل عام، يمكن لآلات الأسطوانة ضغط طلاء القطب الموجب إلى 15-60μ م. يمكن ضغط مكبس الأقراص عند ضغط حوالي 80-120 كجم/سم2. تم تحسين الثبات والصلابة والخواص الكهروكيميائية للقطب بعد الضغط، وكان أداء الاختبار أفضل من أداء العينة دون الضغط.

هناك غرضان رئيسيان للضغط على الجهاز اللوحي:

أولاً، من أجل القضاء على النتوءات، بحيث يكون السطح أملسًا ومسطحًا، لمنع البطارية عندما تخترق النتوءات الحجاب الحاجز الناتج عن ماس كهربائى؛

والثاني هو تعزيز قوة لوحة القطب وتقليل المقاومة الأومية. سيؤدي الضغط الزائد إلى تجعيد العمود، وهو أمر لا يفضي إلى تجميع البطارية، والضغط القليل جدًا لا يمكن أن يلعب دور الضغط.

2.1 تجميع البطارية الخلوية المعدنية

2.1.1 العناصر الضرورية:

صندوق القفازات: مكبس الأقراص (يفضل أن يكون مزودًا بشاشة عرض رقمية)، وملاقطان (واحد على الأقل ملاقط بلاستيكية)، وملعقة دواء واحدة، وإلكتروليت، وأقراص الليثيوم، وزجاجات طحن زجاجية (مع قطارة رأس بلاستيكية)، وحقن، ومناشف ورقية جافة ومستلزمات تنظيف أخرى؛

خارج صندوق القفازات: حافظات الخلايا المعدنية، أو المجمع، أو لوحة الزنبرك (أو النيكل رغوة )، لوحة إيجابية،فاصلطبق؛

ملحوظة: يجب تجفيف أجزاء مجموعة البطارية بالفراغ لمدة 4 ساعات تقريبًا قبل وضعها في صندوق القفازات، ويجب ألا تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، والتي يمكن ضبطها على 60-80٪ u00b0 درجة مئوية. ويمكن لصناديق القفازات ذات السعة الأكبر تخزين هذه الأجزاء أجزاء البطارية مقدمًا وتكون أكثر نظافة. بعد دخول المواد الخام إلى باب صندوق المدخل، يجب أن يتم تنفيذ عملية سحب العادم بما يتفق بدقة مع إجراءات التشغيل، ثلاث مرات على الأقل. يوصى بوضع طاولة عمليات صغيرة في صندوق القفازات لمنع الكواشف من تآكل صندوق القفازات. يؤدي الإلكتروليت إلى تآكل القفازات والجدار الداخلي لصندوق القفازات، ويجب تجنبه قدر الإمكان.

2.1.2 تحديد محتوى الأكسجين في الماء

يحتوي صندوق القفازات العام على كاشف عرض رقمي لمحتوى الأكسجين المائي، ويمكن التحكم في محتوى الأكسجين المائي في صندوق قفازات بريان بأقل من 0.05 جزء في المليون، ولكن معايير صناديق القفازات المختلفة ليست هي نفسها. يتم تنفيذ عملية تجميع البطارية في صندوق القفازات الذي تم تشغيله بشكل صارم لسحب العادم، معزولًا تمامًا عن أي أكسدة محتملة أو رطوبة أو أي تداخل آخر. إذا كان محتوى الأكسجين المائي في صندوق القفازات مرتفعًا باستمرار، فيجب فحص القفاز بحثًا عن أي تلف أو يجب إعادة إنشاء صندوق القفازات.

2.1.3 عملية التجميع

هناك نوعان من تسلسل التجميع الرئيسي للبطاريات الخلوية المعدنية، يُستخدم المختبر عمومًا للبدء من علبة الخلية المعدنية السالبة، ولكن يمكن أن يبدأ أيضًا من علبة الخلية العملة المعدنية الموجبة.

1) تكون فتحة علبة الخلية المعدنية الإيجابية متجهة لأعلى ويتم وضعها بشكل مسطح على اللوحة الزجاجية

2) ضع فاصل واللوحة الموجبة في علبة الخلية المعدنية الموجبة باستخدام الملقط، وتقع اللوحة الموجبة في المنتصف

3) قم بامتصاص الإلكتروليت باستخدام قطارة أو حقنة ذات رأس بلاستيكي وتسلل إلى سطح لوحة القطب الموجب

4) المشبكفاصلوتغطية اللوحة الإيجابية

5) استخدم القطارة/المحقنة مرة أخرى لامتصاص المنحل بالكهرباء وترطيب سطح الجهازفاصل.

6) خذ شريحة الليثيوم وضعها في منتصفهافاصل

7) المشبكفاصلووضعه على الليثيومرقاقة، محاذاة بدقة

8) أمسك الزنبرك وضعه على الفاصل، بمحاذاة تمامًا

9) يقوم الملقط بتثبيت غطاء علبة الخلية المعدنية السالبة