纽扣电池放电实验
扣式电池阴极测试标准作业程序
扣式电池测试标准作业程序一、配料1.1 物料与器具：PVDF、NMP、导电碳、待测正极活性物质、烧杯（100mL规格）、烧杯（500mL 规格）、强力搅拌机、搅拌浆、电子天平（精度：0.0001g）、称量纸、小勺、滴管、注射器、鼓风干燥箱；1.2准备工作（1）NMP溶液准备：按配方要求采购好NMP（2）物料烘烤每隔15天一次将导电碳进行烘烤。
烘烤参数：80℃，常压，4h，烘烤时将物料置于烧杯内进行；烘烤后的导电碳保存于盖紧的磨口瓶内，再置于干燥塔中保存。
1.3 操作步骤1.3.1 加料（1）将烧杯、搅拌桨清洗干净，直至表面不挂水珠，然后用乙醇冲洗，再用电吹风将其吹干，将正极活性物（三元）质置于干燥好的烧杯中，80℃常压烘烤至少2H，然后在空气中冷却至常温。
（2）依次准备称取18.0000g正极材料，1.0000g导电碳，1.0000gPVDF加到干净的烧杯中（50mL规格），然后用小勺轻轻搅拌，将物料混合到其本看不出初始成份。
各种材料重量误差在±0.0005g。
（3）将装好混合物的烧杯置于天平上，去皮清零，然后在烧杯中准备加入NMP 20g（固含量50%）最终配制完毕混合物中固体含量比例为导电碳：PVDF:正极材料=5:5:90。
1.3.2 搅拌（1）将烧杯置于搅拌机下，用烧杯夹固定好烧杯，调节搅拌机位置，使搅拌桨处于烧杯正中心，同时使桨片处于尽量挨近烧杯底但转动时不与杯底发生磨擦的位置，先慢速搅拌5min.。
（2）关闭搅拌机，松开烧杯夹，用手扶住烧杯，再将搅拌机调慢，配合搅拌桨的转动，用手不断调节烧杯位置，使烧杯边角处的浆料全部被充分搅拌，如此1-2min,直到确信烧杯中浆料无沉淀现象。
重新固定好搅拌机。
（3）将搅拌机调至高速（2000 rpm），快速搅拌45min，搅拌过程中随时观察，确信不会发生浆料溅出、烧杯打碎等异常情况，同时在高速搅拌时关闭通风柜挡板，确信外界无灰尘等异物进入烧杯。
纽扣电池的放电实验数据处理
纽扣电池的放电实验数据处理一、引言纽扣电池是我们日常生活中常见的电池类型之一。
在购买电子设备或日常用品时，我们往往会搭配纽扣电池作为电源。
了解纽扣电池的性能和使用寿命对我们合理使用和妥善管理电子设备具有重要意义。
本文将通过纽扣电池的放电实验数据处理，探究其性能和寿命的相关参数。
二、实验设备与方法本实验使用三个同型号的纽扣电池，放入一个恒定的电流环路中，并用万用表记录不同时间点的电池电压值。
实验时间共持续六小时，每隔半小时测量一次电压。
三、数据处理根据实验结果，将电池放电时间作为自变量，电压值作为因变量，绘制曲线图。
从图中可以观察到电池电压随着放电时间的增加而逐渐降低。
四、数据分析1. 电池初始电压通过观察第一个时间点的电压值，可以确定电池的初始电压。
在此实验中，假设纽扣电池的初始电压为3.0伏特。
2. 电池电压衰减速率绘制电池电压对时间的曲线后，观察曲线的斜率，即可计算电池电压的衰减速率。
电池电压衰减速率反映了电池的自放电特性和能量消耗情况。
通过分析曲线可以得出不同时间段的电池电压衰减速率不同，初期电压衰减速率较慢，后期衰减速率逐渐加快。
3. 电池使用寿命当电池电压降至特定阈值时，我们通常认为电池已经耗尽，无法继续供电。
通过观察电压曲线，找到电池电压达到我们所设定的阈值的时间点，即可确定电池的使用寿命。
以此实验数据为例，设定电压阈值为2.0伏特，电池使用寿命为4.5小时。
五、结论通过对纽扣电池的放电实验进行数据处理，我们可以得出以下结论：1. 纽扣电池的初始电压为3.0伏特。
2. 电池的电压衰减速率随着放电时间增加而加快。
3. 根据电压阈值设定，纽扣电池的使用寿命为4.5小时。
六、应用与建议了解纽扣电池的性能参数对我们合理选择电池、延长设备使用时间和妥善处理废弃电池具有重要意义。
在购买纽扣电池时，我们应该注意选择符合我们需求的初始电压和使用寿命。
不同的设备可能对电池的要求有所不同，选择合适的电池类型可以提高电子设备的使用效果。
锂电-扣电实验室组建
锂电实验室组建方案1. 实验室目标和定位扣电是锂电研究的基础环节，通过小型简单的扣电研究电极活性材料的电化学性能，以最小的实验消耗，缩短活性材料测试的时间（制备时间和测试时间）。
近年，扣电研究偏向更贴近工业生产研究的全电池为主，即以能够可逆“嵌脱”锂离子的负极材料替换半电池中的锂片组装电池。
因此，锂电中扣电研究仍是一个可行的技术路线。
目标和定位：通过扣电实验室组建，对合成样品的电化学性能进行初步的验证，并进一步缩小目前的小试规模。
研究最佳的正负极配比和电解液等各部分性能的影响，为大型动力锂离子电池的研究提供技术和数据支持。
2. 实验室测试内容由于扣电的工作原理与常规的商业18650型等动力锂电相似，且扣电的工艺更加成熟，所以本实验室进行测试的目的就是简单直观的对电极材料进行初步测试以及为不同工艺研究提供实验支持。
后期可以考虑增加材料改性方向。
扣电实验室基本测试：恒流充/放电（CD）性能；电化学循环性能测试；交流阻抗测试（EIS）；循环伏安测试（CV）；电导率等基础性测试。
3. 实验室仪器规划3.1 电池组装仪器：主要包括切片机（图1a）、手套箱、封口机（图1b）、真空干燥箱和涂布板等，主要参数如下：图1 （a）切片机、（b）封口机和封口机模具设备参数要求及价格（以CR2032型电池为例）设备型号及技术要求数量（台）价格（元）切片机MSK-T10扣式电池切片机（深圳科晶）：模具尺寸φ15 mm和19 mm主机x1模具x28000~10000电子天平千分度（精确至0.001克）11000~1500手套箱水氧指标：1~20 ppm；泄露率：<0.05 % vol/h；尺寸＞40x30x30 cm，配气体净化系统、高纯氩气及真空泵（2XZ-2/3/4）18000~30000封口机MSK-110小型液压纽扣电池封口机（深圳科晶）：模具尺寸φ20 mm，压力0~20 MPa15000~6500恒温箱尺寸＞30x25x30 cm；温度范围30~60 o C；精度±1 o C；功率1~2 KW11000~2000真空干燥箱电热恒温真空干燥箱DZF-6020A（力辰科技）：真空度＜0.13 MPa；温度范围30~200 o C；精度±1 o C；功率1~2 KW配：真空泵2XZ-0.5/112000~3000磁力搅拌器HJ-2A/4A：转速＞2000 r/min；功率150~300 W，数显带加热2200~1000球磨机QM-3SP04行星式球磨机（南大仪器）：转速＞600 r/min配1对50ml不锈钢真空球磨罐，球料比3:118000~20000超声清洗机内胆尺寸：＞15x14x10 cm；容量＞2 L；超声频率：40KHz；最大功率＞80 W2170~300涂布板/涂布机涂布板：聚四氟乙烯板/玻璃板（尺寸20~25x6~10x0.5 cm）简易涂布机：有效涂膜宽度：55/100 mm精度：±2 μm；涂膜厚度范围：0-3500 μm300~900/10~201200~1800气氛炉管式炉：石英管内经φ8~10 cm；功率3~4 KW；连续工作温度≤1100 o C；精度±0.5 o C120000~40000通风厨12500~3000涂布机品类众多，根据工作量进行选择。
扣式电池的充放电测试
扣式电池的充放电测试
扣式电池组装成型后，静置6小时，即可进行充放电实验。用恒电流方式对电池进行充放电，充放电的条件视实验需要不同而定。通过不同充放电电流倍率、不同的充放电电压范围的恒电流充放电实验来测量电池的首次充放电容量和循环稳定性能。Li2FeSiO4和Li2MnxFe1-xSiO4材料的充放电电位范围为：1.5-4.8 V; Li2CoSiO4材料的充放电电位范围为：3.0-4.6 V。扫描速度有0.02mV/s，0.5mV/s，5mV/s。
探针测试技探针置于一平坦的样品(其尺寸相对于四探针，可视为无穷大)上，并施加直流电流I于外侧的两个探针1和4上，然后在中间两个探针2和3上用高精度数字电压表测量电压V2,3(如下图所示)，
则检测位置的电阻率ρ(Ω·cm)为：
其中，c为四探针的探针系数(cm)，它的大小取决于四根探针的排列方法和针距。
电导率测定
电导率的测定主要采用了四探针测量电阻率的方法。所采用的四探针测量仪是SX1934 (SZ-82)数字式四探针测试仪，该仪器是利用四探针测量原理的多用途综合测量装置。它可以测量片状、块状半导体材料径向和轴向电阻率，测量片状半导体材料的电阻率和扩散层的薄层电阻(方块电阻)。采用活塞式压片模具，在20MPa压力下，将电极材料粉末压成直径为1.5cm、厚度约为1cm的圆片，然后利用该仪器在样品上选取不同的区域测量其电阻率，进行平均取倒数得到其电导率。
扣式镍氢电池的制备与性能表征
扣式镍氢电池的制备与性能表征一、实验目的1）通过制备一种扣式镍氢电池，了解化学电源的工作原理和制备方法。
2）通过对制备电池性能的测试，掌握表征电池性能的实验技术。
二、实验原理1、实验背景化学电源也就是通常所说的电池，是一类能够把化学能转化为电能的便携式移动电源系统，现已广泛应用在人们日常的生产和生活中。
电池的种类和型号(包括圆柱状、方形、扣式等)很多，其中，对于常用的电池体系来说，通常根据电池能否重复充电使用，把它们分为一次（或原）电池和二次（或可充电）电池两大类，前者主要有锌锰电池和锂电池，后者有铅酸、镍氢、锂离子和镍镉电池等[1]。
除此之外，近年来得到快速发展的燃料电池和电化学电容器（也称超级电容器）通常也被归入电池范畴，但由于它们所具有的特殊的工作方式，这些电化学储能系统需特殊对待。
在这些电池的制备和使用方法上，有很多形似的地方，因此通过熟悉一种电池可以达到了解其它电池的目的。
本实验即通过制备一种扣式可充电的镍氢电池，并通过测试电池的性能，以此使同学们在电池制备及其性能表征等方面得到训练。
镍氢电池在上世纪90年代初实现了商业化。
镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规模生产，此后产量成倍增加。
目前在日本，三洋、松下和东芝形成了三足鼎立的局面，所占市场份额分别为40%、30%和20% ，生产能力已达到1500万只/月。
2007年8月日本三洋电机公司在中国正式发售了一款新型镍氢充电电池。
在我国,2007年春兰动力电源公司掌握镍氢动力电池最新封装技术。
高能动力镍氢电池是一种应用范围很广的大容量、大功率电池，同时，它也是一种物质“活性”较强、容易外逸、封装技术要求很高的电池[2-3]。
随着市场的需求，新型绿色环保型镍氢电池正朝着高容量、小型化、高功率方向发展。
镍氢电池产业将成为21世纪能源领域的重大产业之一。
镍氢电池产业的发展可获得城市环境的改善，使国民经济可持续发展；有助于移动通讯，无污染电动车等的高新技术产业的发展；将带动上游原材料工业的发展。
一个有意思的电路——纽扣电池电流测量
一个有意思的电路——纽扣电池电流测量可以用数字表测量：数字表可以测量10A一下的电流。
指针的好像是2.5A一下（多年不用了）首先打到电流档，在将红表笔插入电流端子，黑表笔在COM（公共端），接着把两表笔串联到被测电路中，如果是指针的要注意电流方向（红进黑出）这样就可以测电流了。
测量短路电流可用大电流的电流表直接跨在电池正负极上测量，时间要短，测量目的是以此来计算电池的内阻，判断电池的好坏。
测量工作电流是在电池上连接负载。
测量目的是判断电池是否需要充电，测量充电电流的目的是检查充电电充是不是在规定的范围内。
这两项测量都是把电流表串接在电路中。
测量漏电电流是判断电池充满电后的可存放时间。
测量漏电电流是用放电仪测量电压，过一段时间再测。
用两次测量的差，用公式进行计算而得出结果。
实验 锂离子电池的测试
实验1.5 锂离子电池的测试一.实验目的1、了解可充锂离子电池的工作原理2、了解电解质溶液的导电机理3、掌握纽扣锂离子电池的电极材料、电极的制备工艺及纽扣锂离子电池的装配4、掌握锂离子电池电性能测试方法二.实验原理可充锂离子电池工作原理：充电时锂从氧化物正极晶格间脱出，锂离子迁移通过有机电解液，嵌入到碳材料负极中，同时电子补偿电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡；放电时则相反，锂从负极碳材料中脱出回到氧化物正极中。
锂离子电池的充放电反应通常可简单表示为（正向反应为充电过程，逆向反应为放电过程，其中 Me 为过渡金属，如Co、Mn、Ni等）：Li x MeO2+ 6C →MeO2+LixC6在充放电过程中，Li＋在正负极间嵌入脱出往复运动犹如来回摆动的摇椅，因此这种电池又被称“Rocking-chair batteries”，即摇椅式电池。
锂离子充放电的原理与结构示意图：图1.5.1 典型的锂离子电池示意图下面以尖晶石型LiMn2O4为正极材料、富锂层状石墨为负极，叙述锂离子电池充放电过程：（1）正极放电时，正极从外部电路获得电子，锂离子嵌入正极材料，部分Mn 4+被还原为Mn 3+；充电时，正极把电子释放给外部电路，锂离子从正极材料中脱嵌进入电解液，电极反应为+-x 24x+y 24Li Mn O +yLi +ye Li Mn O 放电充电（2） 负极放电时，负极石墨层间的锂离子脱嵌进入电解液，电子通过外电路释放，充电时，负极从外部电路获取电子，锂离子嵌入石墨层间，相应的电极反应为：++-z z-y Li C Li C+yLi +ye 放电充电对于磷酸钛锂的充放电反应是在LiTi 2(PO 4)3和Li 3Ti 2(PO 4)3两相间进行的，充电时Li +嵌入LiTi 2(PO 4)3中转化为结构相似的Li 3Ti 2(PO 4)3，放电时Li +从Li 3Ti 2(PO 4)3中脱出形成LiTi 2(PO 4)3：充电反应：+-2433243LiTi (PO )+2Li +2e Li Ti (PO )−−−→充电放电反应：+-3243243Li Ti (PO )LiTi (PO )+2Li +2e −−−→放电锂离子插入和脱出磷酸钛锂结构的过程中，电压维持在2.5V 。
纽扣电池高低温试验解决方案
纽扣电池高处与低处温试验解决方案测试目的电池高处与低处温测试对于评估电池在一系列环境条件下的安全性、牢靠性和性能特别之紧要，以确保电池在各种应用中有效运行。
高温测试旨在评估电池在高温下的处理本领。
由于当电池暴露在高温下时，会导致性能、容量和循环寿命下降，在某些情况下，甚至会导致电池着火或爆炸。
因此，高温测试是必需的，以确保电池能够在高温环境中安全牢靠地运行。
低温测试紧要评估电池在低温下的性能。
低温也会对电池性能和容量产生负面影响，从而影响电池为设备或车辆供电的本领。
低温测试有助于确定电池在极冷温度下的性能，以及它们是否能在这些条件下连续运行。
测试方法有几种方法可以进行电池高处与低处温测试，实在取决于被测电池的实在要求和需要遵奉并服从的测试标准。
以下是用于这些测试的一些常用方法：1、环境室测试：环境室测试涉及将电池放置在可以模拟极端温度条件的室中，例如高温或低温、湿度和其他环境因素。
可以将室加热或冷却到所需的温度，而且可以监控电池的性能以评估其对这些条件的响应。
2、恒流放电测试：该方法涉及以恒定速率对电池进行放电，同时使其处于高温或低温条件下。
可以通过监控放电速率和电池随时间的温度来评估电池的性能。
3、循环测试：这种方法涉及让电池经受反复的充电和放电循环，同时将其暴露在高温或低温条件下。
这是一种更全面的测试，可以评估电池在较长时间内的性能，并可以深入了解电池在各种使用场景下的表现。
4、加速老化测试：加速老化测试包含将电池长时间置于高温下，以模拟长期使用的影响。
该测试可以深入了解电池在其使用寿命内的表现，并帮忙制造商及早发觉潜在问题。
使用的实在测试方法将取决于被测试电池的类型，它将用于的应用，以及需要充足的测试标准。
紧要的是在受控环境和严格的测试协议下进行这些测试，以确保精准牢靠的结果。
案例解析以纽扣电池高处与低处温试验为例，锂纽扣电池通常用于广泛的电子设备，从手表和计算器到医疗设备和遥控器。
这些电池以其高能量密度和长寿命而驰名，但它们也对温度变动敏感。
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高。
3.实际容量 实际容量是指在一定的放电条件下，电池实际放出的电量。 恒电流放电时为 C=I·t
（1-2）
2
恒电阻放电时为
C=∫
t
近似计算为
C=
1 R
U av
t
式中 R----放电电阻；
T----放电至终止电压时的时间；
Uav----电池平均放电电压。
（1-3） （1-4）
3
3）在电池电量接近放完时，电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。
三．仪器与样品
锂离子电池（松下 CR-1220/5BC，额定容量约 38mAh），万用表，陶瓷电阻， 导线若干
四．实验步骤
将锂离子电池的正负电极与电阻相连，可 10 秒取值和记录一次负载两端电 压数据，得到放电过程中的电池电压变化情况。
m0----活性物质完全反应的质量； M ----活性物质的摩尔质量；
n ----成流反应得失电子数；
q ----活性物质电化当量。
例如：锂离子电池负极为 LiC6，正极为 LiCoO2，则理论容量分别为
负极：LiC6→Li++C6+eLiC6=26.8× 1 ×1000=339.50mAh·g-1 78.94
图 2 锂离子电池的恒电流放电特性
从图中可以看出，在整个放电过程中锂离子电池的电压曲线可以分为 3 个阶段： 1）电池在初始阶段端电压快速下降，放电倍率越大，电压下降的越快； 2）电池电压进入一个缓慢变化的阶段，这段时间称为电池的平台区，放电倍率 越小，平台区持续的时间越长，平台电压越高，电压下降越缓慢。
五．实验结果与讨论
表 1-1 ① 在恒电流放电过程中，当电流设为 10mA 时，放电速率很快，在放电量仅仅
只有 0.25mAh,并且和理论曲线的趋势有一定区别。 ② 当电流设为 5mA 时，放电时间明显增加，而且其电压曲线和理论曲线的趋
4
势十分接近。 分析原因： ① 有可能测量设备本身的问题，导致电池在放电电流较大时电压快速降低，不
4.容量测定 电池容量的测定方法，有恒电流放电法，恒电阻放电阻，恒电压放电法等，
根据放电时间和电流大小可以计算电池的容量。 充放电倍率 C 是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，
1C 在数值上等于电池额定容量，通常以字母 C 表示。如电池的标称额定容量为 10Ah，则 10A 为 1C（1 倍率），5A 则为 0.5C，100A 为 10C，以此类推。
能完成充分放电。 ② 当电流较大时，由于 P=I2R,部分电能转变成电阻的热能，并且根据公式，产
热速率和电流的平方成正比，所以最后的总放电量较电流小时较小。
5
1
示，单位常用 Ah 或 mAh 表示，是电池电性能的重要指标。容量分理论容量、实 际容量和额定容理。 每摩尔电子流过电路所提供的电量=96500C
96500C/3600S=26.8Ah 2.理论容量（C0）
活性物质的理论容量（C0）为
C0=26.8n mC = 1 m0 Mq
（1-1）
式中 C0----理论容量；
正极：LiCoO2+e-→Li+CoO2 LiCoO2=26.8× 1 ×1000=273.83mAh·g-1 97.87
锂离子电池负极的炭材料呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子嵌
入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。锂离子电池放电时，嵌
在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越
锂离子恒电阻 放电容量测试实验
姓 名：
冯铖炼
1
学 号：
1141440057
学 院：
机械学院
1
专业班级：
能环 142
1
一．目的
1.熟悉锂离子电池恒电阻放电性能； 2.掌握锂离子电池容量测试操作。
二．原理
图 1 锂离子电池的工作原理 锂离子电池的工作原理如图所示。充电时，锂离子从正极层状物的晶格脱出， 通过电解液迁移到层状物负极表面后嵌入到石墨材料晶格中，同时剩余电子从外 电路到达负极。放电则相反，锂离子从石墨晶格中脱出，回到正极氧化物的晶格 中。 1.电池的容量和比容量 电池的容量是指在一定的放电条件下所可以从电池获得的电量，常用 C 表