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AKF-BT2020C鋰電池材料-卡爾費(fèi)休水分儀檢測(cè)原理方法

鋰電池,是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池是一種高新技術(shù)產(chǎn)品,同時(shí)也是一種新型高容量長壽命環(huán)保電池,主要用于電動(dòng)車,數(shù)碼產(chǎn)品,UPS電源等。隨著新能源汽車和手機(jī)等3C數(shù)碼產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長,鋰電池作為其關(guān)鍵組成部分也發(fā)展迅速。


鋰電池電極/電解液/隔膜-卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀檢測(cè)原理


AKF鋰電專用水分測(cè)試儀是一款專門用于鋰電池檢測(cè)的水分測(cè)試儀,由庫侖法主機(jī)和卡式加熱爐組成,適用于鋰電池電解液、正負(fù)極材料,極片,隔膜等低含量水分樣品的檢測(cè)。水分測(cè)試范圍為0.001%到1%。



測(cè)試原理,利用經(jīng)典卡爾費(fèi)休反應(yīng),即碘、二氧化硫和水在有機(jī)堿和溶劑(甲醇)中的反應(yīng),此反應(yīng)有穩(wěn)定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。終點(diǎn)指示方式采用雙鉑電極電位指示法,當(dāng)溶液中存在過量碘時(shí),電極電位顯著下降,到達(dá)設(shè)定值時(shí)即為終點(diǎn)。值得注意的是所有這類指示方法都存在過滴定,與目測(cè)法相比,電化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)在于總能達(dá)到相同的碘過量程度(輕微)。庫侖法中碘的來源為電解產(chǎn)生。相關(guān)反應(yīng)如下:


卡爾費(fèi)休反應(yīng)

I2 + SO2 + 2H2O+ 4C5H5N→ 2C5H5N·HI +(C5H5N)2·H2SO4

在電解過程中,電極反應(yīng)如下:

陽極:2I-+2e-→I2

陰極:I2+2e-→2I- 2H++2e-→H2↑

對(duì)于電解液一般采取直接進(jìn)樣的方式測(cè)試,根據(jù)電解液成分的不同選擇相應(yīng)品種的庫侖法試劑,其他如原材料、正負(fù)極材料,極片,隔膜等采用卡式加熱進(jìn)樣的方式檢測(cè)??ㄊ郊訜岱绞街饕窃O(shè)置一定的溫度,通過干燥的載氣將進(jìn)樣瓶中樣品揮發(fā)出的水分通過特制加熱伴管導(dǎo)入到反應(yīng)杯中測(cè)試,新款儀器已配備穿刺進(jìn)樣系統(tǒng),使得背景值影響減小,操作更加方便,具體如下圖所示:

鋰電池電極/電解液/隔膜-卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀檢測(cè)方法

鋰電池由四大材料組成,分別為正極材料(核心),負(fù)極材料,電解液,隔膜。這些電池材料都有相應(yīng)的水分控制要求,一般在數(shù)百ppm范圍以內(nèi),不同廠家不同規(guī)格產(chǎn)品要求略有不同,如果超出過多,可能會(huì)導(dǎo)致電極涂覆不均或者引發(fā)電解液分解,導(dǎo)致HF生成繼而引發(fā)電極鼓包等不良反應(yīng)。因?yàn)殡姌O材料非常容易吸水,不能長時(shí)間暴露于空氣中,所以不宜采用常規(guī)的加熱失重法測(cè)試,通過卡式加熱進(jìn)樣的方式再結(jié)合卡爾費(fèi)休庫侖法分析測(cè)試是較好的解決辦法。


鋰電池電極檢測(cè)應(yīng)用


正極材料


① 鈷酸鋰 加熱溫度180℃  載氣流量15ml/min  

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

1.7833522.35:39292.9

1.5390446.75:21290.3

1.1933318.94:42267.2 

 ② 磷酸鐵鋰 加熱溫度180℃  載氣流量15ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.7406460.34:22621.5

0.7579486.65:09642.0

0.7828491.65:46628.0 

 ③ 三元材料 加熱溫度200℃  載氣流量15ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

2.0204220.24:01109.0

2.0061250.03:46124.6

2.0396260.24:26127.6 

 ④ 正極材料 加熱溫度180℃  載氣流量20ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.6718203.95:00303.5

0.6383182.15:00285.3

0.6569187.65:00285.6 

負(fù)極材料


① 負(fù)極極片 加熱溫度180℃  載氣流量20ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.1874333.44:301779

0.3811705.44:301851

0.2235418.64:301873 

 ② 石墨粉 加熱溫度180℃  載氣流量30ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

3.014415.96:00138.0

3.140477.36:00152.0 

 隔膜


① 隔膜 加熱溫度180℃  載氣流量15ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.150523.44:11155.5

0.153227.84:14181.4

0.188739.34:15208.3 

② 隔膜 加熱溫度180℃  載氣流量15ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.1886420.45:342229

0.1868408.75:152188

0.1687356.55:012113 

電解液


① 電解液 直接進(jìn)樣

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.625.11:068.2

0.615.41:188.9

0.655.01:257.7 

② 原材料氟化鋰 加熱溫度160℃  載氣流量30ml/min 

樣品質(zhì)量/g含水量/ug檢測(cè)時(shí)長/min測(cè)量結(jié)果/ppm

0.9368195.13:06208.3

1.1502226.63:18197.0

1.0688208.43:25195.0


TEL:13798128437

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