制作扣式电池需要哪些基本的设备

对于高校、研究院、企业,做电池材料相关的研究工作,制备扣式电池对材料进行验证是非常有必要的。
毕竟投资不算大,高校了很多大一点的课题组都拥有这样的一套设备。
制作扣式电池(特别是实验室级别的纽扣半电池或全电池)需要一系列基础设备,主要涉及电极制备、电池组装和测试三个环节。以下是核心的基础设备清单:

一、匀浆/混浆设备

行星式离心搅拌机

用于将活性物质、导电剂(如炭黑)、粘结剂(如PVDF)和溶剂(如NMP用于正极,水或溶剂用于某些负极/粘结剂体系)均匀混合成浆料。这是获得性能一致电极的关键。

匀浆脱泡机

真空搅拌脱泡机由于没有没有像行星搅拌机中的杆,对于大颗粒的材料搅拌效果差一点。但对于锂电池材料还是能处理的,另外就是清晰比较容易。

研钵和研杵 

(可选,小批量):用于手动混合少量粉末原料或预混。这是很多高校实验室常用的匀浆工具,研钵请认准玛瑙的哦!

磁力搅拌器

(可选,粘度较低的浆料): 有时用于预混或低粘度浆料。

二、涂布设备

实验室自动涂布机

将浆料均匀涂覆在集流体(铝箔-正极,铜箔-负极)上,通过调整刮刀间隙控制涂布厚度。

四面涂膜制备器

实验室常用的涂布器,操作简单,实用,适合小量样品制备。

三、干燥设备

真空烘箱

至关重要! 用于在真空或惰性气氛下干燥涂覆好的极片,彻底去除溶剂(特别是NMP)。普通烘箱无法有效去除溶剂并可能引入空气/水分。

四、极片后处理设备

压片机/辊压机

将干燥后的极片进行辊压,提高电极密度、改善颗粒接触和附着力。实验室常用小型手动或电动压片机。

冲片机

将辊压后的大片电极冲压成所需直径(通常是直径12mm, 14mm或16mm的小圆片)。需要不同尺寸的模具。

精密电子天平

必需! 精确称量冲好的电极片质量(精确到0.1mg),用于计算载量和后续容量分析。

真空干燥箱

再次使用): 在组装电池前,将冲好的电极片再次进行真空干燥(通常120°C, 12小时以上),确保彻底去除微量水分。

五、 电池组装设备 (在惰性气氛手套箱中进行)

手套箱

这是组装(锂、钠等电池必备的)
提供高纯惰性气体(氩气最常见)环境,将水氧含量控制在极低水平(通常要求H2O < 0.1 ppm, O2 < 0.1 ppm)。
内部进行所有对空气/水分敏感的操作:电极片转移、电解液添加、电池封装。
需要配备过渡舱用于传递物品。

封装设备

手动纽扣电池封口机: 最常用。放在手套箱内,通过手动杠杆或液压将电池上下壳压紧密封。

精确移液器或注射器:用于定量添加电解液。

六、 电池测试设备

电化学工作站

用于循环伏安法、交流阻抗谱等基础电化学表征。电化学工作站的使用很广,不仅仅是简单的CV、EIS的测试,还包括LSV、GITT等

电池测试柜

最常用和核心的测试设备。蓝电/LAND/Arbin/Neware等品牌 用于进行恒流充放电、循环寿命测试、倍率性能测试等。可同时测试多通道电池。

恒温箱

进行不同温度下的电池性能测试。包括高低温测试、高温测试,存储测试等等。

万用表

用于快速测量电池的开路电压。

七、其他工具

1. 镊子、刀片、无尘纸、一次性滴管等等
2. 另外大型设备,例如SEM、XRD、FTIR、XRF等设备课题组就不用准备了,毕竟太贵啦。