瑞士萬通鋰電池水分測(cè)定解決方案

鋰電池作為一種常見的可充電電池，由正極和負(fù)極組成，電解液在正負(fù)極之間以鋰離子的形式進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，隔膜則放置在正極和負(fù)極之間防止發(fā)生短路。

◆ 正極是由金屬鋰的氧化物涂覆在鋁箔上制成，鈷、鎳、錳、鐵是正極材料中常用的過渡金屬；

◆ 負(fù)極是由含嵌入鋰的石墨涂覆在銅箔上制成；

◆ 電解液是含有鋰鹽（如，六氟磷酸鋰）的無水非質(zhì)子溶劑，有助于電荷的轉(zhuǎn)移；

◆ 隔膜是由多孔材料制成的絕緣體，可使鋰離子通過進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移。

鋰電池內(nèi)部必須要求完全無水（水含量低于20mg/kg）的環(huán)境，因?yàn)樗畷?huì)與導(dǎo)電鹽（如，六氟磷酸鋰）反應(yīng)生成有毒的氫氟酸。

此外，微量的水分還會(huì)對(duì)鋰電池的電化學(xué)性能產(chǎn)生不利影響，尤其是高鎳含量的正極材料，其中的鎳離子（Ni3+）會(huì)在水和二氧化碳（CO2）的存在下促進(jìn)氫氧化鋰（LiOH）和碳酸鋰（LiCO3）的生成。

瑞士萬通鋰電池水分測(cè)定解決方案

卡爾費(fèi)休庫(kù)侖滴定法是測(cè)定微量水分的理想方法，瑞士萬通多種型號(hào)的庫(kù)侖法卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀和卡氏加熱爐可為鋰電池整個(gè)生產(chǎn)過程中的水分測(cè)定提供理想解決方案。

電解液

卡爾費(fèi)休庫(kù)侖滴定法

◆ 液體和可溶解樣品（如，電解液溶劑、電解液成品）可以直接進(jìn)行分析，使用注射器將樣品直接加入密閉的庫(kù)侖法滴定杯中即可。

◆ 某些電解液添加劑（如，VC、FEC）和硼酸鋰鹽（如，LiBOB、LiBF4）會(huì)與傳統(tǒng)卡爾費(fèi)休試劑中的主要溶劑——醇發(fā)生副反應(yīng)。因此，需要使用無醇卡爾費(fèi)休試劑進(jìn)行測(cè)定（詳見：痛定思【酮】| 一招幫你輕松測(cè)定酮類樣品中的水分）。

◆ 電解液通常較易吸水，在空氣中暴露的時(shí)間越長(zhǎng)，吸水越多，因此應(yīng)盡量縮短樣品在空氣中暴露的時(shí)間。

◆ 設(shè)置的停止相對(duì)漂移值越高，滴定停止的越快，測(cè)量結(jié)束時(shí)樣品中殘留的水分越多，因此設(shè)置的停止相對(duì)漂移值不能高于5µg/min，如果對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性要求較高或樣品含水量較低，可以設(shè)置的更低，如：2µg/min。

◆ 庫(kù)侖法卡爾費(fèi)休試劑的水容量是有限的，其容量相當(dāng)于試劑中二氧化硫的量。當(dāng)試劑中二氧化硫濃度降低時(shí)（低于初始濃度的一半），會(huì)導(dǎo)致滴定時(shí)間延長(zhǎng)，此時(shí)應(yīng)徹底更換試劑。

◆ 如果每次進(jìn)樣量較大，則需經(jīng)常更換陽極液，以保證理想的試劑比例。如，進(jìn)樣量為5g~10g時(shí)，約每測(cè)定10次樣品則需更換一次溶劑。

正極 & 負(fù)極 & 隔膜

◆ 由于對(duì)環(huán)境水分的高度敏感性，在加入樣品時(shí)不能打開庫(kù)侖法滴定杯，因此固體樣品（如，正極、負(fù)極或隔膜材料）無法直接進(jìn)樣，需使用卡氏加熱爐進(jìn)行氣體萃取后，再通過庫(kù)侖法卡爾費(fèi)休滴定進(jìn)行水分測(cè)定。

◆ 在測(cè)定負(fù)極漿料（由石墨和NMP組成）中的水分時(shí)，由于NMP（N-甲基吡咯烷酮）的親水性很強(qiáng)，且樣品粘度較高，可向樣品中加入適量二甲苯以降低樣品的親水性和粘度，從而可以更好地釋放水分。如果不添加二甲苯，則水分釋放緩慢且斷斷續(xù)續(xù)，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果重復(fù)性較差。

◆ 測(cè)試結(jié)果需要進(jìn)行漂移校正。

◆ 載氣只是將釋放的水分輸送到滴定杯中，原則上使用何種氣體并不重要。不過，當(dāng)使用干燥的空氣作為載氣時(shí)，由于與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，有機(jī)物質(zhì)在較高溫度下的熱穩(wěn)定性往往較差，因此推薦使用惰性氣體（通常是氮?dú)猓┳鳛檩d氣。

◆ 載氣通過會(huì)造成卡爾費(fèi)休試劑中甲醇不斷揮發(fā)減少，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，因此需要不斷補(bǔ)充甲醇。

◆ 對(duì)于溫度特性未知的樣品，可以通過比較不同溫度下的滴定結(jié)果或者進(jìn)行溫度梯度試驗(yàn)來選擇合適的爐溫。

在鋰電池的整個(gè)生產(chǎn)過程中，必須對(duì)影響鋰電池安全性、壽命及性能的水分含量進(jìn)行測(cè)定，瑞士萬通為鋰電池行業(yè)提供的多種卡爾費(fèi)休滴定解決方案包“鋰”滿意。

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