Equipo Experimental

El procesamiento de electrodos se puede dividir en cinco secciones principales: mezcla de polvo seco, mezcla húmeda, preparación del sustrato, aplicación de película y secado.

El equipo y las estaciones de preparación utilizados en este estudio se presentan aquí. En la Figura 2 se puede ver una descripción visual de la instalación experimental de ETSL.

El sustrato del electrodo y la estación de preparación de la suspensión se muestran en la Figura 3. El mezclador IKAtube que se muestra en la imagen garantiza la dispersión uniforme de los componentes del electrodo (material activo, aditivo conductor y aglutinante) dentro de la suspensión.

La estación de preparación de aglutinante y mezcla de polvo seco se muestra en la Figura 4. La alta precisión de la escala Ohaus garantiza mediciones exactas y de alta precisión para la determinación de propiedades críticas del electrodo, como la capacidad específica. El micrómetro digital (en caso) permite la determinación de espesores de película en incrementos de 0,001 mm.

El horno de vacío y el aplicador de película se muestran en la Figura 5.

Figura 5.Tmaxcnhorno de vacío y aplicador de película Elcometer.

El horno de vacío es capaz de alcanzar temperaturas de hasta 250C con un rango de presión de -0.1 Mpa~0 Mpa (presión atmosférica). El horno permite un secado rápido de la segunda etapa de las láminas de electrodos, al mismo tiempo que elimina las burbujas presentes en la superficie de la lámina de electrodos. El aplicador de película (utilizado junto con la cuchilla doctora que se muestra en la imagen) garantiza una fundición suave y uniforme del electrodo. Hay disponibles 11 velocidades transversales preestablecidas, de 0,5 a 10 cm por segundo. Por último, nuestra crimpadora de celda tipo moneda (Xiamen Tmaxcn Inc.) se muestra en la Figura 6 dentro de nuestra guantera de vacío (Xiamen Tmaxcn Inc.). La guantera tiene un entorno de argón puro con niveles de O2 y H2O que se mantienen por debajo de 0,5 ppm en todo momento. El engastador (que sella las celdas tipo moneda) se puede utilizar en las celdas tipo moneda CR2032, CR2025 y CR2016.

Figura 6. Arrugador de celda tipo moneda dentro de la guantera.

Después de finalizar la construcción de las celdas tipo moneda, se caracterizan electroquímicamente mediante el uso de los sistemas ARBIN BT2000 y VMP3 que se muestran en la Figura 7.

Preparación de cátodos y celdas de moneda

Pasando a la construcción de la celda, primero se centra el cátodo en la caja de la celda tipo moneda. Después, se aplican varias gotas de electrolito a la superficie del electrodo. Se debe aplicar suficiente electrolito de modo que la superficie del electrodo se humedezca y se pueda observar un anillo de electrolito en el borde exterior de la caja de la celda tipo moneda. Luego se aplica a la superficie un separador de un solo ¾” de diámetro. Se debe tener cuidado para centrar el electrodo y evitar que se formen burbujas debajo del separador PP PE. Cualquier burbuja que quede atrapada puede expulsarse usando el borde plano de un par de pinzas. Si el electrodo se sale del centro, se puede sujetar el estuche por el borde y golpearlo ligeramente para forzar el electrodo en su posición. Se pueden aplicar una o dos gotas adicionales de electrolito para permitir un mejor movimiento del electrodo si se queda en su posición original. A continuación, la junta se coloca en la celda. Después de aplicar unas gotas más de electrolito, se puede colocar el contraelectrodo de litio, junto con la caja de la celda de moneda .. Luego, la celda se llena hasta el borde con electrolito y la tapa se coloca cuidadosamente en la parte superior. Se debe tener cuidado para evitar una pérdida excesiva de electrolito. Luego, la tapa se puede presionar hacia abajo con el pulgar y luego se transporta a la engarzadora con unas pinzas. Después de asentar la celda en las ranuras de los engarzadores, se puede aplicar una presión de hasta 900-1000 psi y luego liberarla. La celda debe aparecer como se muestra en la Figura 14, sin bordes rotos. En la Figura 15 se puede ver un esquema adicional de la ubicación de los componentes de la celda.