紐扣電池目前已成為從事電池初步研發(fā)的首選測試方式。使用紐扣電池研究的一個重要目標是獲得關于電池和電池成分（正極，負極，電解質、隔膜等）性能的可靠數(shù)據(jù)，能夠在合理的范圍內預測它們在大電池中的相關性能。然而，通過紐扣電池獲得的數(shù)據(jù)，從本質上來說可再現(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)計評估通常是被忽略的。

制造商可以從紐扣電池的測試中尋找有希望的材料進行放大生產，因此，需要有關新開發(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)對于衡量各種材料和電化學耦合的商業(yè)可行性至關重要。盡管有許多關于全電池中各種材料性能的報告，以及商業(yè)級電池的高再現(xiàn)性，但很少有人解決了紐扣電池的數(shù)據(jù)質量和再現(xiàn)性問題。

在這里，美國阿貢實驗室BrandonR.Long等教授報告了旨在開發(fā)2032型紐扣型全電池組裝和測試的標準化程序。這些協(xié)議詳述了物理參數(shù)，例如電極面積和電解質體積，以及實驗數(shù)據(jù)的一致和有效通信所需的電化學循環(huán)程序、數(shù)據(jù)分析/呈現(xiàn)方法。作者認為當以一致的方式實施標準化方法時，從紐扣電池獲得的電化學數(shù)據(jù)的趨勢是可靠的。

1.正負極片尺寸對一致性的影響

正負極尺寸的大小對紐扣電池的一致性影響十分明顯，當電極未對準區(qū)域越多，在電池邊緣附近電流分布變得越不均勻，導致電池到電池性能的變化劇烈。當電池具有較大的負極片，在組裝期間電極未對準的可能性會大大降低，過大的負極片其基本上充當已經內置的緩沖器以處理任何未對準問題。可使電池之間的差異最小化。作者發(fā)現(xiàn)當負、正極面積比為~1.15時，也就是說與正電極相比，負電極面積略大時，同一批電池之間的性能差異最小。

2.電解液注液量對一致性的影響

1.7x系列電池中的電解液數(shù)量偏少，不能充分浸潤活性材料，會導致更小的“活性”電化學區(qū)域，更小的電流和更高的阻抗，最終導致電化學性能下降，因此1.7x體積的電解液并不理想。基于容量2.7x和4.7x系列電池顯示出最佳性能，而8.7x電池性能反而相對下降。具有高體積電解質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，需要額外消耗可循環(huán)鋰。另外，過量的電解質也會使電極滑動而使電極對準變得困難。因此對于紐扣電池形式，電解質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算出的所需要的電解液體積。如圖6所示，理論計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數(shù)據(jù)的唯一方法，但所提出的方法肯定比任意假設方法要精確，盡管紐扣電池數(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)議允許人們通過強調和識別電化學性能參數(shù)的重要趨勢來充分利用紐扣電池的便利性。得到的數(shù)據(jù)可以在各機構之間共享，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)一測試方式

為了在數(shù)據(jù)集之間進行可靠的一對一比較，必須在特定條件下進行電化學測試。構建扣式電池測試協(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)的相對變化和趨勢。