鋰離子電池原料的含水量檢測新應用

更新時間：2018-01-04瀏覽：2525次

一、前言

鋰電池與我們生活息息相關，扮演著*的角色。比如我們每天不離手的手機以及筆記本電腦，家用電器等。作為交通工具的飛機、混合動力車、電動車等對鋰離子電池的需求也顯著增加。在鋰離子電池的制造過程中，有很多東西是必須嚴格控制的，一是粉塵，二是金屬顆粒，三是水分。

二、水分對鋰電池的影響及市場現狀

2.1水分會對鋰離子電池造成哪些不良影響？

主要表現為電池容量小，放電時間變短，內阻增大，循環容量衰減，電池膨脹等現象，因此在鋰離子電池的制作過程中，必須要嚴格控制環境的濕度和正負極材料、隔膜、電解液的含水量。

2.2鋰離子電池水分控制方法檢測現狀？

目前市場上水分含量測定的技術方法zui常用的是加熱失重法和卡爾費休法，由于鋰電池行業所測樣品含水量極低，加熱失重法水分測定儀的精度根本達不到，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技術參數及特點

測量范圍	3ug-99mg(H2O質量）
測定方式	卡爾費休庫侖法滴定+卡氏頂空進樣器
樣品加熱方式	瓶式加熱注氣
針頭規格	0.3mm
測量分辨率	0.1ug(H2O質量）
主機顯示屏尺寸	7"彩色觸摸屏
參數顯示	水分百分含量、水分百分ppm、樣品中含水的消耗卡式試劑體積；
測定重復性	＞99.7%（1000μg純水）
樣品測量時間	平均50秒到幾分鐘
流量范圍	0-100ml/min(0.1Mpa)
數據存儲	儀器自動存儲數據200條
打印功能	打印功能：外置打印機（選配）
語言	中英文自選
校準功能	有
自動功能	自動平衡、自動背景扣除，自動計算保存結果

特點：

1.卡氏頂空樣品瓶加熱技術，有效避免加熱爐膛和反應杯污染；

2.禾工的樣品瓶連接器，讓載氣無須穿刺樣品瓶隔墊即可進入到樣品瓶內部，密封性好，減少隔墊耗材的同時可拆卸方便；

3.流量控制設計，載氣消耗量僅為同類進口產品管式加熱爐的十分之一；

4.大功率散熱槽設計，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，多參數顯示，直觀簡潔；一鍵測定，操作極為簡便；

6.防凝結保溫管路無死體積設計，保證揮發后的水分管壁系統無殘留；

7.加熱溫度zui高達300°，0-100ml氣體流量自由調節，滿足大多數固體原料水分測定需求；

8.全自動恒流極化檢測，無需人工設定終點，檢測精度高，水分測量分辨率達到0.1ug;

9.一鍵啟動，操作簡單，穩定可靠，故障低，使用壽命長；

3.3分析原理

樣品用卡氏加熱爐密封進樣小瓶裝載，用頂空瓶連接器密閉后進入加熱槽中，樣品中的水分（還可能有其他揮發性的溶劑）以蒸氣的形式*釋放，通過干燥載氣（如干燥的空氣或者氮氣）由頂空瓶經加熱伴管路轉移到KF滴定杯中，然后卡爾費休水分測定儀進行檢測并顯示測量數據。

3.4檢測方法

1.將電解液注入電解池以及電解電極的陰極室內，液位至下刻度線，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，溫度設置為250℃,流量調整為50mL/min，吹掃樣品瓶和管路內可能存在水分，等待再次平衡。

3.將樣品瓶移至冷卻槽冷卻后取出，用電子天平稱取約0.5~3g樣品置于樣品瓶內，然后在水分儀上點擊開始測量，同時將樣品瓶裝入加熱槽。

4.輸入樣品稱取的重量，等待測量結束后顯示zui終測量結果。

四、數據與結論

實驗試劑：庫侖電量法單卡爾費休試劑，當量1.5g/100ml，kfr-c02
當前漂移值：0.3ug/min
環境溫度：18℃	環境濕度：51%

HOGON卡氏水分儀樣品測定記錄

五、結論說明

通過本實驗方法，可以測得鋰離子電池原料的水分含量，檢測結果精度與重復性均達到進口同類產品的水平。AKF庫侖法卡爾費休水分測定儀和KH-1卡氏加熱爐頂空進樣器聯用，能自動扣除漂移，操作便捷，能準確可靠的測出鋰電池跟原料的含水量。