一、扣式电池制备与组装
1. 正极配料 活性物:PVDF:导电剂(乙炔黑)=8:1:1
2. 负极配料 活性物:PVDF:导电剂(乙炔黑)=7:2:1
3. 溶剂NMP依据物料情况来定,经验值
4. 涂布 采用涂布制样器简单涂布
5. 干燥 自然干60℃,真空干110℃(24h).如果水分子在材料晶格内,干燥温度为60-70℃
6. 把正负极制片放入真空手套箱进行组装
注:①不管正极材材料还是负极材料都组装为正极,锂片为负极
②2016和2025型锂扣电组装示意图如下
二、扣式电池循环伏安（CV法）测试步骤
1. 采用三电极系统,工作电极(绿色)接正极,参比电极(白色)和对电极(红色)接负极.
2. 打开电化学工作站,点击控制Control—开路电位OCV,记下开路电位.
3. 接着选择循环伏安法CV.
4. 参数设置:初始电位Init为OCV电位,高电位High为5V,低电位Low为1.5V,终止电位Final为 5V,灵敏度Sensitivity为1e-6,扫描速度Scan Rate为0.1mV/s.
5. 点击运行Run.
三、扣式电池交流阻抗测试步骤
1. 采用三电极系统,工作电极(绿色)接正极,参比电极(白色)和对电极(红色)接负极.
2. 打开电化学工作站,点击控制—开路电位,记下开路电位.
3. 接着选择交流阻抗EIS.
4. 参数设置:初始电位为OCV电位,高频High Frequency1e为1e-5Hz,低频Low Frequency1e 为 1e-1 Hz,振幅Amplitude＜10mV.
5. 点击运行Run.
注:①锂扣电循环前后都要进行EIS测试
②数据分析采用Zview专业软件进行拟合后分析Li+在不同相转移情况
③不同EIS图拟合电路图如下
四、扣式电池充放电测试步骤
1. 打开充放电仪设置工步:0.2C/0.2C
2. 测试出来的容量为正负极容量
文章来源：新能源时代
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编辑 | 慢纪硬核说
介绍
电化学剥离是一种新型的自上而下的剥离策略，由于其高效率、低成本、环境友好和可规模化生产，最近引起了极大的关注。通常，石墨材料在电化学剥离过程中用作工作电极。
当施加一定的电势时，电解质中带有相反电荷的离子被吸引到石墨电极。如果离子尺寸与石墨晶格的距离相当，离子就会嵌入石墨的通道中。
石墨夹层之间的 π-π 键相互作用随着插层引起的画廊膨胀而急剧减少。整体剥离机制示意性地示于补充图1中。值得注意的是，膨胀石墨大多呈粉末状，这意味着石墨电极结构完整性的丧失，不利于自支撑功能材料的制造。
石墨烯被定义为碳原子的平面六角结构，被认为是最有前途的碳质材料之一，具有优异的性能，包括机械刚度、高导电性、大比表面积和良好的化学耐受性。
石墨烯在许多领域被认为是有前途的候选者，其中界面反应和离子电子迁移占主导地位。尽管如此，石墨烯的规模化生产仍然面临着诸多挑战，包括能源消耗、产量低、产生废酸、操作风险以及石墨烯容易重新堆叠等。
自上而下的策略通过剥离块状石墨整料来制造石墨烯是有效的。通常，物理剥离可以生成无缺陷的高质量石墨烯。然而，石墨烯的低产率和小横向尺寸阻碍了其广泛应用，以Hummers法为代表的化学剥离可用于大规模生产石墨烯。
此处提出了一种空间限制策略，将石墨箔电化学剥离成三维（3D）导电材料。已经进行了涉及电解质成分、施加电位以及阳离子和阴离子类别的系统研究，以优化剥离结果。经过化学模拟，我们发现Li +碳酸丙烯酯分子络合后，在适当的电位下会嵌入石墨中。
将剥离限制在金属网内后，石墨箔原有的整体3D结构可以得到很好的保持，这使得独立式电极和可拉伸碳质气凝胶的设计成为可能。这项工作为利用先进的电化学剥离方法制造 3D 石墨烯材料铺平了道路。
实验部分
1.1准备材料
厚度为 0.127 mm 的石墨箔、四丁基硫酸氢铵、四丁基四氟硼酸铵、四甲基高氯酸铵、四乙基高氯酸铵和四丁基硝酸铵、碳酸丙烯酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、乙腈、硝酸钾、氢氧化铵、高氯酸锂和高氯酸钠。
1.2电化学剥离石墨箔的制备
简而言之，将尺寸为0.5×1.0平方厘米 的石墨箔用金属纱布包裹，然后浸入电解液中作为反应部分。电化学剥离在具有典型三电极系统的电化学工作站上进行，其中Pt板、石墨箔和银-氯化银线分别作为对电极、工作电极和参比电极。
在电化学剥离之前，电解液用高纯度氮气饱和，并且在整个过程中保持氮气 。剥离期间的扫描速率固定为20 mV s -1。剥离结果主要通过循环伏安曲线面积得出的双层电容增量倍数来评价。
结果与讨论
在含有 6.0 ml 0.1 M 四丁基硫酸氢铵， 12.0 ml 0.2硝酸钾的水性电解质中进行电化学剥离。采用交变电位以20秒的间隔进行剥离。施加±1.5V至±5.5V的各种交流电势以触发水性电解质中的电化学剥离。
图 1A显示伏安的积分面积随着交变电位的绝对值的增加而增加。然而，如果交变电势进一步增强到3.5 V以上（图1B），则增量趋势非常有限。增量倍数仅为ca，当施加的电位达到 5.5 V 时，结果为 4（与原始石墨箔相比）。
由于水在强施加电位下容易分解，水溶液中电化学反应的电位窗口非常窄。因此，如果我们想进一步提高应用潜力，就应该用有机溶液代替水溶液。
这里使用NMP作为有机溶剂，其中溶解0.1M，施加电位的周期固定为 1000 秒。补充图2A显示，直到电位降至-1.8 V，石墨箔才能很好地剥离。值得注意的是，如果电位进一步降至-2.0 V，石墨箔会发生部分分解（补充图2B ）。
根据上述分析，认为-1.8V的电势是该NMP电解质体系的合适电势。因此，将剥离电位固定为-1.8 V，并研究双层电容随时间的变化。补充图 3A显示 伏安曲线的面积随着剥落时间的增加而增加。伏安曲线仍然可以保持矩形形状，甚至可以将剥落时间延长到8000秒以上。
补充图3B显示 400 秒开始时伏安区域明显增强。然而，800 秒后伏安面积的增量非常有限，这意味着该系统中的剥离无法实现新石墨表面积的大量暴露，甚至进一步延长剥离时间。最后，剥离样品的伏安面积达到原始石墨箔的4.02倍。
受到前人提出的 Li-PC 嵌入系统的启发，通过将高钾酸锂溶解到PC溶剂中来制备电解质。伏安 工艺经过精心设计，可以温和地进行剥离，避免石墨从电极上脱离。
伏安的电位窗口设置在相对较宽的范围内，从-3.0 V到0.3 V，扫描速率为20 mV s -1。在-1.6 V 附近出现明显的伏安曲线阳极峰，其中石墨箔在电解质内经历了很大的膨胀，石墨箔的过度膨胀导致石墨电极的部分分层。
值得注意的是，金属丝网不仅可以保持石墨箔的足够电解质渗透，而且可以促进通过高导电金属壳的有效电子传输，这对于电化学剥离来说是非常理想的。
在上述电化学剥离之后，原始堆叠石墨片被单独分离。补充图 4显示了电化学剥离前后石墨箔 X 射线衍射图案的比较。剥离后（002）峰值的急剧下降表明少层石墨烯纳米片的成功分层。
就像原始石墨箔一样，剥离后的石墨箔仅含有碳和氧元素。拉曼光谱如补充图 6所示研究表明，原始石墨箔的 D 带几乎可以忽略不计，而电化学剥离后出现的 D 带表明在剥离过程中引入了一些石墨缺陷。
图中显示了使用20至70 mg ml -1范围内的高钾酸锂剥离前后的伏安曲线的比较。可以清楚地看到，在每个浓度下，剥离后双电层电容均明显增强。图3G显示增量倍数的值最初升高，然后在50 mg ml -1后下降。经过优化高钾酸锂浓度后，双电层电容的增量倍数可以达到ca的高值8.0。
由于高钾酸锂对石墨箔的剥离具有显著影响，我们尝试寻找具有各种阳离子和阴离子的其他电解质组合物。在此，PC仍充当溶剂，并且阳离子被固定为典型的TBA +。剥离前后的伏安曲线面积与阴离子的差异非常小，这意味着阴离子对剥落行为的影响有限。
研究当阴离子固定为时阳离子对电化学剥落的影响二氧化氯，补充图8显示，Li +在增强双层电容方面表现出显著优势，增量倍数接近8.0。
然而，研究的其他阳离子即使对于 Li 的类似元素 Na，也呈现出非常低的值，低于 2.0。Li和Na之间的巨大差异，包括原子尺寸、电负性和还原电位，导致对剥离效率的贡献不同。
为了研究高钾酸锂在PC溶剂中的剥离机理，进行了化学模拟来计算优化配置的相互作用能。图 4显示了模拟优化前后的 Li-PC 复杂配置。
与原始值0.2258 nm相比，优化后O-7和Li-11之间的键距缩短至0.1，7622 nm，由于形成的强相互作用。计算相互作用能以确定Li-PC复合物的稳定性，表达式如下：
其中，ΔE表示相互作用能，其余数值分别表示Li-PC体系、Li +离子和PC分子的单点能量。计算出相互作用能（ΔE）为-203.87375 kJ mol -1，这使得能够形成稳定的Li-PC复合物。值得注意的是，在施加负电势的情况下，带正电的Li-PC复合物可以嵌入到石墨的孔道中，并且在反复的嵌入和脱嵌循环下，石墨材料将很好地剥离。
结论
在这项工作中，我们提出了一种空间受限的电化学策略来剥离石墨材料，具有高效、环境友好和可规模化生产的优点。我们对应用电位、周期和电解质类别进行了系统研究，以寻找最有效的剥离条件。
Li-PC 电解质体系被筛选为最佳复合物，使用该复合物，剥离石墨箔可以提供约. 双层电容较原始电容增加8.0倍。
采用空间限制方法进行电化学剥离后，石墨箔仍能保持整体3D结构。Li-PC电解质中的剥落机理通过以下方法得到了很好的阐述：化学模拟。
Li +离子与PC分子之间的强相互作用被认为形成Li-PC络合物，从而整体地嵌入到石墨材料的层间中。
参考文献
1、曹健，邓丽等。（2020）。通过在泡沫铜上原位生长氧化铜纳米线阵列实现稳定的锂金属阳极。能源燃料34, 7684–7691。
2、科尔曼。 (2013)。无缺陷石墨烯的液体剥离。附件。化学。资源。46、14-22。
3、雷华、涂建、余志和焦胜 (2017)。石墨阴极在离子液体中的剥离机理。9、36702–36707。