Equipamento Experimental

O processamento do eletrodo pode ser dividido em cinco seções principais: mistura de pó seco, mistura úmida, preparação de substrato, aplicação de filme e secagem.

Os equipamentos e estações de preparo utilizados neste estudo são aqui apresentados. Uma visão geral da instalação experimental ETSL pode ser vista na Figura 2.

O substrato do eletrodo e a estação de preparação da pasta são mostrados na Figura 3. O misturador IKAtube na foto garante a dispersão uniforme dos componentes do eletrodo (material ativo, aditivo condutor e aglutinante) dentro da pasta.

A estação de preparação de ligante e mistura de pó seco é mostrada na Figura 4. A alta precisão da escala Ohaus garante medições precisas e de alta precisão para a determinação de propriedades críticas do eletrodo, como capacidade específica. O micrômetro digital (no caso) permite a determinação de espessuras de filme em incrementos de 0,001 mm.

O forno a vácuo e o aplicador de filme são mostrados na Figura 5.

Figura 5.Forno a vácuo Tmaxcn e aplicador de filme Elcometer.

O forno a vácuo é capaz de atingir temperaturas de até 250C com uma faixa de pressão de -0,1 Mpa~0 Mpa (pressão atmosférica). O forno permite a secagem rápida do segundo estágio das chapas de eletrodos, ao mesmo tempo em que remove quaisquer bolhas presentes na superfície da chapa de eletrodos. O aplicador de filme (usado em conjunto com a lâmina raspadora da foto) garante uma fundição suave e uniforme do eletrodo. Estão disponíveis 11 velocidades de deslocamento predefinidas, de 0,5 a 10 cm por segundo. Por fim, nosso crimpador de célula tipo moeda (Xiamen Tmaxcn Inc.) é mostrado na Figura 6 dentro de nosso porta -luvas a vácuo (Xiamen Tmaxcn Inc.). O porta-luvas tem um ambiente de argônio puro com níveis de O2 e H2O mantidos abaixo de 0,5 ppm o tempo todo. O crimpador (que veda as células da moeda) pode ser usado nas células da moeda CR2032, CR2025 e CR2016.

Figura 6. Crimpador de célula tipo moeda retratado no porta-luvas.

Após finalizar a construção das células tipo moeda, elas são caracterizadas eletroquimicamente através do uso dos sistemas ARBIN BT2000 e VMP3 mostrados na Figura 7.

Preparação de cátodo e célula tipo moeda

Passando para a construção da célula, primeiro o cátodo é centrado na caixa da célula tipo moeda. Depois, várias gotas de eletrólito são aplicadas na superfície do eletrodo. Deve-se aplicar eletrólito suficiente de modo que a superfície do eletrodo fique molhada e um anel de eletrólito possa ser observado na borda externa da caixa da célula tipo moeda. Em seguida, um separador de diâmetro único de ¾” é aplicado à superfície. Deve-se tomar cuidado para centralizar o eletrodo e evitar a formação de bolhas sob o separador PP PE. Quaisquer bolhas que fiquem presas podem ser forçadas a sair usando a borda plana de uma pinça. Se o eletrodo se mover para fora do centro, o estojo pode ser agarrado pela borda e levemente tocado para forçar o eletrodo na posição. Uma ou duas gotas adicionais de eletrólito podem ser aplicadas para permitir um melhor movimento do eletrodo se ele grudar em sua posição original. Em seguida, a junta é colocada na célula. Após aplicar mais algumas gotas de eletrólito, o contra eletrodo de lítio pode ser colocado, juntamente com o estojo da célula tipo moeda. A célula é então preenchida até a borda com eletrólito e a tampa é cuidadosamente colocada no topo. Deve-se tomar cuidado para evitar perda excessiva de eletrólito. A tampa pode ser pressionada com o polegar e depois transportada para o crimpador usando uma pinça. Depois de colocar a célula nas ranhuras dos crimpadores, a pressão pode ser aplicada até 900-1000 psi e depois liberada. A célula deve aparecer como mostrado na Figura 14, sem bordas quebradas. Um esquema adicional da colocação dos componentes da célula pode ser visto na Figura 15.