Pin đồng xu hay còn gọi là pin Cúc áo Lithium-ion được dùng phổ biến trong các thiết bị điện tử như remote oto – xe máy – đồng hồ – đồ chơi… Pin đồng xu gồm các bộ phận: vỏ Cực dương và cực âm, tấm điện cực (Âm/Dương), bộ tách Pin, Miếng đệm, lò xo, chất điện phân.
Chữ C trong pin đồng xu thông thường được sử dụng phổ biến CR2032 chỉ ra rằng điện cực dương là MnO2, và dòng BR, và B chỉ ra rằng điện cực dương là carbon florua. C hoặc B là viết tắt của phương pháp khóa (buckle system) và R là viết tắt của hình dạng của pin là hình tròn (round). Hai chữ số đầu là đường kính (tính bằng mm), hai chữ số cuối là độ dày (tính bằng 0,1 mm), lấy giá trị nào gần hai chữ số đó nhất.
Ví dụ: kích thước gần đúng của CR2032 là đường kính 20 mm và độ dày 3,2 mm.
Cấu tạo pin đồng xu:
Vỏ pin đồng xu (Battery Coin Cell Case):
Hình ảnh bên dưới cho thấy vỏ Pin đồng xu CR2032, vỏ cực dương lớn hơn và vỏ cực âm âm có cấu trúc lưới trên bề mặt và nhỏ hơn, vì vậy quy trình lắp ráp bắt đầu từ vỏ cực âm.
Tấm điện cực (Electrode sheet):
Quá trình chuẩn bị của tấm điện cực có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất điện hóa để biết pin có được sử dụng đúng theo tiêu chuẩn hay không. Hình dưới đây cho thấy mảnh cực được chuẩn bị bằng vật liệu điện cực dương.
Các cực dòng điện dương và âm của các miếng cực pin lithium-ion lần lượt là lá nhôm và lá đồng. Mặt trơn sẽ đặt trên mặt nhám để tăng lực liên kết giữa bộ chuyển dòng điện và vật liệu. Độ dày của lá không cần yêu cầu nghiêm ngặt, nhưng có những yêu cầu tương đối cao về tính đồng nhất của mật độ bề mặt của lá. Vật liệu cực dương dựa trên silicon thường sử dụng lá đồng phủ carbon để cải thiện độ bám dính, giảm điện trở tiếp xúc, tăng khả năng tái tạo kết quả thử nghiệm và cải thiện hiệu suất chu kỳ phóng điện.
Loại điện cực nào là điện cực tốt? Các khía cạnh sau phải được đáp ứng:
(1) Lớp dung dịch được phủ đều, không thể quan sát thấy độ dày không đồng đều và thậm chí có thể quan sát thấy lá nhôm sáng màu ở những nơi đặc biệt mỏng;
(2) Mảnh cực được giữ nguyên vẹn hình tròn không bị hư hại, và không có gờ xung quanh càng tốt;
(3) Không có hiện tượng hạt trong khu vực lớp phủ của miếng cực và không có hiện tượng rơi bột ra ngoài.
Bộ phân chia Pin (Battery separator):
Bộ phân chia được sử dụng trong phòng thí nghiệm thường là Celgard2400 hoặc các sản phẩm khác của dòng Celgard, được đục lỗ thành các đĩa nhỏ và sử dụng, đường kính lớn hơn một chút so với các miếng cực dương và âm. Bộ Phân chia có thể được chọn theo yêu cầu hiệu suất của pin. Chức năng của màng chắn là gì? Nói một cách đơn giản, nếu không có bộ chia, các điện cực dương và âm sẽ tiếp xúc trực tiếp với nhau, tức là sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch. Đây là lý do tại sao trong một số loại Pin, việc tạo ra các lớp sần lithium phải được sử dụng để ngăn phóng điện qua qua bộ phân chia và gây ra đoản mạch bên trong. sự cố an toàn. Bộ phân chia thường được làm bằng vật liệu polymer như polyetylen, không dẫn điện và có nhiều lỗ siêu nhỏ trong cấu trúc, cho phép các ion lithium đi qua, mặc dù nó là chất cách điện.
Chíp Lithium (Nghĩa là tấm điện cực âm):
Tấm đệm(spacer):
Lò xo (spring):
Lò xo chủ yếu để đỡ pin. Nếu không có mảnh đạn, pin sẽ bị bẹp trong bước ép pin và các bộ phận bên trong có thể bị dập nát. Mảnh đạn chỉ được thêm vào phía điện cực âm, nhưng nếu mảnh đạn được thêm vào cả điện cực dương và âm, thì khóa không thể đóng được trong bước nhấn pin, vấn đề này sẽ khiến chất điện phân tiếp xúc với không khí và hỏng.
Chất điện phân Các vật liệu khác nhau thường tương ứng với các chất điện phân khác nhau.
Lựa chọn vật liệu: Vật liệu hoạt động cực dương và cực âm nói chung là vật liệu dạng bột và kích thước hạt không được quá lớn để tạo điều kiện cho lớp phủ đồng nhất. Đồng thời, cần tránh các giới hạn đặc tính động của vật liệu và vấn đề không đồng nhất điện cực do các hạt lớn gây ra trong kết quả thử nghiệm. Đường kính hạt tối đa (Dmax) của vật liệu điện cực dương và âm được sử dụng cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm thường không vượt quá 50 μm. Dmax của vật liệu pin lithium cho các ứng dụng công nghiệp thường nhỏ hơn 30 μm. Các hạt lớn, kết hợp lại hoặc vật liệu có kích thước nano thường trải qua quá trình sàng lọc hoặc nghiền. Các chất dẫn điện dựa trên carbon thường được sử dụng trong pin lithium, bao gồm các vật liệu dẫn điện như axetylen đen (AB), than đen dẫn điện, Super P và 350G. phân loại chất kết dính phổ biến bao gồm phân loại dựa trên dầu polyvinylidene florua [tức là poly (vinylidene fluoride), hệ thống PVDF] và phân loại dung dịch polytetrafluoroethylene [tức là poly (fluorotetraethylene), lớp phủ, viết tắt là PTFE], lớp phủ SBR (cao su styrene butadiene), v.v. Dung môi dầu thường sử dụng NMP (N-methylpyrroli).
