紐扣電池目前已成為從事電池初步研發(fā)的首選測(cè)試方式。使用紐扣電池研究的一個(gè)重要目標(biāo)是獲得關(guān)于電池和電池成分（正極，負(fù)極，電解質(zhì)、隔膜等）性能的可靠數(shù)據(jù)，能夠在合理的范圍內(nèi)預(yù)測(cè)它們?cè)诖箅姵刂械南嚓P(guān)性能。然而，通過紐扣電池獲得的數(shù)據(jù)，從本質(zhì)上來說可再現(xiàn)是很困難的，特別是在全電池中。此外，用于證明此類數(shù)據(jù)的一致性和可靠性的統(tǒng)計(jì)評(píng)估通常是被忽略的。

制造商可以從紐扣電池的測(cè)試中尋找有希望的材料進(jìn)行放大生產(chǎn)，因此，需要有關(guān)新開發(fā)材料的可靠數(shù)據(jù)來為決策提供支持。此外，來自全電池（鋰限制）的數(shù)據(jù)對(duì)于衡量各種材料和電化學(xué)耦合的商業(yè)可行性至關(guān)重要。盡管有許多關(guān)于全電池中各種材料性能的報(bào)告，以及商業(yè)級(jí)電池的高再現(xiàn)性，但很少有人解決了紐扣電池的數(shù)據(jù)質(zhì)量和再現(xiàn)性問題。

在這里，美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室BrandonR.Long等教授報(bào)告了旨在開發(fā)2032型紐扣型全電池組裝和測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化程序。這些協(xié)議詳述了物理參數(shù)，例如電極面積和電解質(zhì)體積，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致和有效通信所需的電化學(xué)循環(huán)程序、數(shù)據(jù)分析/呈現(xiàn)方法。作者認(rèn)為當(dāng)以一致的方式實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化方法時(shí)，從紐扣電池獲得的電化學(xué)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)是可靠的。

1.正負(fù)極片尺寸對(duì)一致性的影響

正負(fù)極尺寸的大小對(duì)紐扣電池的一致性影響十分明顯，當(dāng)電極未對(duì)準(zhǔn)區(qū)域越多，在電池邊緣附近電流分布變得越不均勻，導(dǎo)致電池到電池性能的變化劇烈。當(dāng)電池具有較大的負(fù)極片，在組裝期間電極未對(duì)準(zhǔn)的可能性會(huì)大大降低，過大的負(fù)極片其基本上充當(dāng)已經(jīng)內(nèi)置的緩沖器以處理任何未對(duì)準(zhǔn)問題?？墒闺姵刂g的差異最小化。作者發(fā)現(xiàn)當(dāng)負(fù)、正極面積比為~1.15時(shí)，也就是說與正電極相比，負(fù)電極面積略大時(shí)，同一批電池之間的性能差異最小。

2.電解液注液量對(duì)一致性的影響

1.7x系列電池中的電解液數(shù)量偏少，不能充分浸潤(rùn)活性材料，會(huì)導(dǎo)致更小的“活性”電化學(xué)區(qū)域，更小的電流和更高的阻抗，最終導(dǎo)致電化學(xué)性能下降，因此1.7x體積的電解液并不理想?；谌萘?.7x和4.7x系列電池顯示出最佳性能，而8.7x電池性能反而相對(duì)下降。具有高體積電解質(zhì)的電池性能下降原因尚未被理解，但可能與早期周期中SEI形成的增加有關(guān)，需要額外消耗可循環(huán)鋰。另外，過量的電解質(zhì)也會(huì)使電極滑動(dòng)而使電極對(duì)準(zhǔn)變得困難。因此對(duì)于紐扣電池形式，電解質(zhì)體積為總孔體積的約3倍是合理的體積。（注：1.7x表示所滴加電解液的體積為理論計(jì)算出的所需要的電解液體積。如圖6所示，理論計(jì)算出電解液用量約為7μL，考慮到扣式鋼殼中的孔隙，故額外增加5μL，故總量為12μL；2.7x表示所滴加電解液的體積為理論計(jì)算出所需電解液體積的2倍，仍考慮到扣式鋼殼中的孔隙，額外增加5μL，故總量為19μL。剩下的依次類似理解即可）

雖然建立的協(xié)議不是處理紐扣電池?cái)?shù)據(jù)的唯一方法，但所提出的方法肯定比任意假設(shè)方法要精確，盡管紐扣電池?cái)?shù)據(jù)的范圍有限，但一致協(xié)議系統(tǒng)極大地提高了數(shù)據(jù)的可靠性。無論所研究的系統(tǒng)如何，這樣的協(xié)議允許人們通過強(qiáng)調(diào)和識(shí)別電化學(xué)性能參數(shù)的重要趨勢(shì)來充分利用紐扣電池的便利性。得到的數(shù)據(jù)可以在各機(jī)構(gòu)之間共享，并且可以更有把握地選擇有前景的鋰離子電池材料材料。

3.扣式電池統(tǒng)一測(cè)試方式

為了在數(shù)據(jù)集之間進(jìn)行可靠的一對(duì)一比較，必須在特定條件下進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。構(gòu)建扣式電池測(cè)試協(xié)議不僅可以提取基本系統(tǒng)參數(shù)，例如容量，效率，阻抗和循環(huán)壽命，更重要的是確定這些參數(shù)的相對(duì)變化和趨勢(shì)。