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鋰電漿料的固含量及水分含量分析

更新時(shí)間:2021-11-23      點(diǎn)擊次數(shù):2181

鋰離子電池是一種以鋰離子嵌入化合物為正極材料(如:鈷酸鋰,磷酸鐵鋰等),以碳素材料為負(fù)極(如:石墨),主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間遷移來工作的電池。鋰離子電池是繼鉛酸電池、鎘鎳電池及氫鎳電池之后的新一代二次電池,具有工作電壓高、容量高、自放電小、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、無環(huán)境污染及工作溫度范圍寬等顯著優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于移dong電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備以及電動車領(lǐng)域。我司水分儀在鋰電行業(yè)中的應(yīng)用。

1. 鋰電漿料固體份含量測定 —— MAX 4000XL水分/固含量分析儀

在鋰離子電池制作過程中,最初的電池漿料的質(zhì)量將影響后序所制備電池的性能(如內(nèi)阻,循環(huán)性能,一致性等)。鋰離子電池漿料的性能主要有分散性和穩(wěn)定性。分散性由漿料的固含量,黏度和粒度分布來評價(jià);穩(wěn)定性由漿料固含量的24小時(shí)變化情況和漿料粘度的24小時(shí)變化情況來評價(jià)。漿料的固含量是指漿料中的固體物質(zhì)與漿料的質(zhì)量比,可以通過我司 MAX 4000XL水分/固含量分析儀(圖1)進(jìn)行精確測量和監(jiān)控。

2. 鋰離子電池正負(fù)極材料及電解液水分含量測定 --—— Vapor Pro XL水分分析儀

目前限制鋰離子電池進(jìn)一步應(yīng)用的因素主要在電池的循環(huán)性能和安全性能上,而影響電池性能的關(guān)鍵因素之一就是其中的水分。電池中存在的水分會與電解液中鋰鹽發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生HFLiF沉淀,LiF不僅會消耗活性Li+,造成容量損失,還會富集在極片表面,增大電池的阻抗;HF會破壞固體電解質(zhì)相界面(SEI)膜,對正負(fù)極材料、集流體都有一定的腐蝕破壞作用,造成電池容量衰減,循環(huán)性能降低。同時(shí),化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生氣體,引起電池脹氣,導(dǎo)致電池出現(xiàn)安全隱患。因此,在鋰離子電池的制作過程中,必須嚴(yán)格控制環(huán)境條件和正負(fù)極材料、電解液的水分含量。我司 Vapor Pro XL水分分析儀(圖2)采用du的傳感器技術(shù),可以對水分的特異性識別,實(shí)現(xiàn)鋰電池材料的真實(shí)水分含量測定。

測試結(jié)果

1. MAX 4000XL測試電池漿料固含量數(shù)據(jù)

如表1所示,使用MAX 4000XL測試電池漿料固含量,六次平行測試的平均值為79.4264%RSD0.15%。測試結(jié)果表明:MAX 4000XL水分/固含量分析儀不僅能夠提供快速、準(zhǔn)確以及高重現(xiàn)性的測試結(jié)果,其直觀的操作界面還能顯示和監(jiān)控水分釋放的實(shí)時(shí)變化情況,操作人員可以根據(jù)水分釋放曲線和速率變化曲線對測試參數(shù)和結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的優(yōu)化,以獲得最佳測試結(jié)果。此外,MAX 4000XL堅(jiān)固的外殼使其能同時(shí)滿足質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)車間的使用需求。

2. Vapor Pro XL vs KF 水分含量測試數(shù)據(jù)

通過表2的測試結(jié)果可以看出,Vapor Pro XL KF這兩種方法獲得的水分測試平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差都具有很好的相關(guān)性。兩種方法的測試時(shí)間確實(shí)有一定差異,但主要取決于樣品量的大小,隨著樣品量的增加或減少,測試時(shí)間會有所波動。

應(yīng)用分析

當(dāng)前,在鋰離子電池行業(yè)使用較為廣泛的水分含量測試方法為卡爾費(fèi)休滴定法,該方法雖然測試準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性高,但是該儀器易受外部環(huán)境條件的影響,且在使用過程中需要使用危險(xiǎn)的化學(xué)滴定試劑,增加了廢棄物的處理成本。我司新一代的綠色環(huán)保型Vapor Pro XL水分分析儀采用du的傳感器技術(shù),實(shí)現(xiàn)對水分的特異性識別,可以獲得與KF滴定法準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性相當(dāng)?shù)臏y試數(shù)據(jù)及結(jié)果,且*不需要使用任何有毒有害的化學(xué)試劑。

另外,我司高精度水分分析儀的儀器運(yùn)行成本低,可為用戶節(jié)省大量資金。目前已得到國際著名電池廠家的采用和認(rèn)可,解決了他們在生產(chǎn)和科研中遇到的復(fù)雜問題,提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。


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