锂离子电池实验指南：制作、表征与测试

"锂离子电池制作、表征和性能测试综合实验指导书" 锂离子电池是一种广泛应用的可充电电池，其工作原理基于锂离子在正负极之间移动。本实验指导书旨在帮助学习者深入了解锂离子电池的制造过程、表征技术和性能测试。通过实验，参与者将能够： 1. 掌握正负极电极片的制作工艺。正极材料通常包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂和三元材料，而负极则多采用碳材料如MCMB或石墨。电极片的制作涉及到活性物质、导电剂（如炭黑）和粘结剂（如PVDF）的混合，以及在铜箔或铝箔上的涂布和干燥。 2. 学习纽扣式锂离子电池的组装技巧。纽扣电池因其小巧轻便，广泛应用于小型电子设备。组装过程中，需注意正负极材料、电解液、隔膜的正确放置，并确保电池密封良好。 3. 熟悉锂离子电池的测试表征技术。这包括充放电测试（考察电池的容量和循环稳定性）、CV测试（恒压充电，观察电池的充电特性）和交流阻抗测试（评估电池的内阻和动力学性能）。这些测试有助于理解电池的性能和老化状态。 4. 使用SEM（扫描电子显微镜）和XRD（X射线衍射）等工具，识别和区分锂离子电池的正负极材料，理解材料结构与电池性能的关系。 5. 学习成品电池的测试方法，分析测试数据。例如，通过分析充放电曲线，可以评估电池的能量密度、功率密度和使用寿命。 实验设备和材料是关键，包括但不限于称量瓶、磁力搅拌器、涂膜机、干燥箱、手套箱、电化学测试仪（如Land）、电化学工作站、扫描电镜和X射线衍射仪。实验材料涉及正负极粉体、集流体、电解液、导电剂和粘结剂等。 实验过程不仅涉及理论知识的理解，还强调实践操作技能的培养，以确保学习者能够独立进行锂离子电池的全周期研究，从材料制备到性能评估。此外，通过纽扣电池的实例，实验还涵盖了成本效益分析，解释了为何CLIB在小型电子产品中的广泛应用。 这个综合实验旨在提供一个全面的平台，让学习者在实践中深化对锂离子电池的理解，为未来在电池技术领域的工作或研究打下坚实的基础。通过这样的实验学习，参与者不仅能掌握锂离子电池的基本知识，还能提升问题解决和数据分析的能力，对于推动新能源技术的发展具有重要意义。