一、前言
鋰電池與我們生活息息相關(guān),扮演著的角色。比如我們每天不離手的手機(jī)以及筆記本電腦,家用電器等。作為交通工具的飛機(jī)、混合動(dòng)力車(chē)、電動(dòng)車(chē)等對(duì)鋰離子電池的需求也顯著增加。在鋰離子電池的制造過(guò)程中,有很多東西是必須嚴(yán)格控制的,一是粉塵,二是金屬顆粒,三是水分。
二、水分對(duì)鋰電池的影響及市場(chǎng)現(xiàn)狀
2.1水分會(huì)對(duì)鋰離子電池造成哪些不良影響?
主要表現(xiàn)為電池容量小,放電時(shí)間變短,內(nèi)阻增大,循環(huán)容量衰減,電池膨脹等現(xiàn)象,因此在鋰離子電池的制作過(guò)程中,必須要嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度和正負(fù)極材料、隔膜、電解液的含水量。
2.2鋰離子電池水分控制方法檢測(cè)現(xiàn)狀?
目前市場(chǎng)上水分含量測(cè)定的技術(shù)方法的是加熱失重法和卡爾費(fèi)休法,由于鋰電池行業(yè)所測(cè)樣品含水量極低,加熱失重法水分測(cè)定儀的精度根本達(dá)不到,這種方法被直接排除。
三、分析與方法
3.1儀器
AKF-BT2015C鋰電池卡氏水分儀
3.2技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
特點(diǎn):
1.卡氏頂空樣品瓶加熱技術(shù),有效避免加熱爐膛和反應(yīng)杯污染;
2.樣品瓶連接器,讓載氣無(wú)須穿刺樣品瓶隔墊即可進(jìn)入到樣品瓶?jī)?nèi)部,密封性好,減少隔墊耗材的同時(shí)可拆卸方便;
3.精確流量控制設(shè)計(jì),載氣消耗量?jī)H為同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品管式加熱爐的十分之一;
4.大功率散熱槽設(shè)計(jì),迅速冷卻樣品瓶,提高工作效率;
5.7"高分辨率彩色觸摸屏界面,多參數(shù)顯示,直觀(guān)簡(jiǎn)潔;一鍵測(cè)定,操作極為簡(jiǎn)便;
6.防凝結(jié)保溫管路無(wú)死體積設(shè)計(jì),保證揮發(fā)后的水分管壁系統(tǒng)無(wú)殘留;
7.加熱溫度最高達(dá)300°,0-100ml氣體流量自由調(diào)節(jié),滿(mǎn)足大多數(shù)固體原料水分測(cè)定需求;
8.全自動(dòng)恒流極化檢測(cè),無(wú)需人工設(shè)定終點(diǎn),檢測(cè)精度高,水分測(cè)量分辨率達(dá)到0.1ug;
9.一鍵啟動(dòng),操作簡(jiǎn)單,穩(wěn)定可靠,故障低,使用壽命長(zhǎng);
3.3分析原理
樣品用卡氏加熱爐專(zhuān)用密封進(jìn)樣小瓶裝載,用頂空瓶連接器密閉后進(jìn)入加熱槽中,樣品中的水分(還可能有其他揮發(fā)性的溶劑)以蒸氣的形式釋放,通過(guò)干燥載氣(如干燥的空氣或者氮?dú)猓┯身斂掌拷?jīng)加熱伴管路轉(zhuǎn)移到KF滴定杯中,然后卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀進(jìn)行檢測(cè)并顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。
3.4檢測(cè)方法
1.將電解液注入電解池以及電解電極的陰極室內(nèi),液位至下刻度線(xiàn),加入微量水然后電解至平衡。
2.將氣源連接至卡氏加熱爐,將干燥樣品瓶裝入加熱槽,溫度設(shè)置為250℃,流量調(diào)整為50mL/min,吹掃樣品瓶和管路內(nèi)可能存在水分,等待再次平衡。
3.將樣品瓶移至冷卻槽冷卻后取出,用電子天平稱(chēng)取約0.5~3g樣品置于樣品瓶?jī)?nèi),然后在水分儀上點(diǎn)擊開(kāi)始測(cè)量,同時(shí)將樣品瓶裝入加熱槽。
4.輸入樣品稱(chēng)取的重量,等待測(cè)量結(jié)束后顯示最終測(cè)量結(jié)果。
四、數(shù)據(jù)與結(jié)論
結(jié)論說(shuō)明:
通過(guò)本實(shí)驗(yàn)方法,可以精確測(cè)得鋰離子電池原料的水分含量,檢測(cè)結(jié)果精度與重復(fù)性均達(dá)到進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品的水平。AKF庫(kù)侖法卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀和KH-1卡氏加熱爐頂空進(jìn)樣器聯(lián)用,能自動(dòng)扣除漂移,操作便捷,能準(zhǔn)確可靠的測(cè)出鋰電池跟原料的含水量。