电解质的质量检测面临诸多挑战:其含水量极低(<50 ppm),成分中的有机碳酸酯类与传统卡尔费休(KF)试剂易发生副反应,且极易吸水生成氢氟酸等腐蚀性副产物。
库仑法卡尔费休滴定法是精准测定电解液中水分含量的首选方法。采用直接加入法测量电解液样品水分,您只需按下一键启动,即可开始水分测试。采用无甲醇卡尔费休试剂,可有效规避副反应,进而使溶剂得以重复用于多次测量。
电芯制造所用原料的质量必须严格把控,其中电解液的质量控制尤为重要,电解液的水分,色度、密度和电导率是衡量其质量的关键指标,直接影响电池的性能和安全性。电解液材料中不得含水,因为即使是微量水分也会与电解液发生反应,从而产生具有腐蚀性的副产物,例如:会降低电池性能与安全性的氢氟酸。因此,电解液来料的质量对于保证储能电池的安全性能至关重要。
电解质的质量检测面临诸多挑战:其含水量极低(<50 ppm),成分中的有机碳酸酯类与传统卡尔费休(KF)试剂易发生副反应,且极易吸水生成氢氟酸等腐蚀性副产物。
库仑法卡尔费休滴定法是精准测定电解液中水分含量的首选方法。采用直接加入法测量电解液样品水分,您只需按下一键启动,即可开始水分测试。采用无甲醇卡尔费休试剂,可有效规避副反应,进而使溶剂得以重复用于多次测量。
在电解液中不仅需要测定水分,还可测定有害的降解产物本身——氢氟酸(HF)。酸碱滴定法已经证明是测试电池电解液中氢氟酸含量的一种准确且可靠的方法。
色度、密度和电导率是衡量电解液质量的关键指标。使用梅特勒托利多密度计,电导率仪和色度仪可快速对电解液进行检测,有助于发现电解液是否被水或其他杂质污染。
电芯制造来料实验室中,面对每天大量电解液样本的检测量,自动化检测方案显得尤为重要。结合LabX自动化控制软件,使用电位滴定仪,自动进样器与揭盖装置,可以在干燥房或者手套箱中实现电解液氢氟酸的自动化测试;将电解液的密度、色度和电导率的测量与自动进样器联用,可以实现高效、准确的批量检测。这种自动化解决方案不仅极大提高检测效率,还提供了稳定的测量结果,确保了电解液质量的一致性和电池产品的可靠性。
锂离子电池生产工艺繁琐,不同的工艺段都有着严格的控制标准。其中水含量的控制作为关键性的安全指标之一。即使痕量水分(小于 20-500 ppm)也会因其与电池电解质材料之间的反应而缩短电池寿命;水分含量的控制对于确保电池的质量和使用寿命至关重要。
测试电极材料水分含量的有效方法是采用库伦法水分的气相萃取技术,确保水分测试结果始终可靠,助力电池安全。
梅特勒托利多为锂电池行业量身定做的水分测定解决方案,参考国标GB/T 6283化工产品中水分含量的测定——卡尔费休法(通用方法),C30S库仑法水分仪搭配Inmotion KF加热炉精准测定电池极片水分含量。InMotion KF加热炉自动进样器将电池极片加热至高温,萃取其中水分,然后将水分引入库仑法卡尔费休水分仪,然后再对水分进行检测。
C30S的溶剂管理器可监测试剂参数、一键更换溶剂,使滴定杯始终处于良好的状态。并在任何时候溶剂管理器都可以自动排废液,加液或更换溶剂,对使用者进行全面的保护。
锂离子电池首次充放电比容量的测试,又叫做扣电池(半电池)测试,对于电池的容量、成品性能来说十分关键。实验室阶段一般采用扣式电池来进行材料的初步电化学性能测试和评价,正确的组装扣式电池对该材料的开发与制备、全电池设计与应用有着重要意义。
扣电测试流程中涉及到称量的环节主要为极片称量,由于极片重量极低(毫克级别),从而对于称量的准确度有非常高的要求。梅特勒托利多超越系列十万分位天平典型的重复性为0.008mg,称量6mg 误差约为 0.5%,称量作为分析的起始步骤,为样品处理和实验误差的放大留出容错空间。
实验室的低湿度条件与干燥箱的存在容易让物料、设备及操作人员产生静电荷,带有静电检测功能的超越系列分析天平会向用户发出静电警告,并计算出正确的重量,即使在有轻微静电荷的情况下也能精准提供准确结果。针对静电荷积聚太多的情况,需要采用防静电套件来中和静电。
扣电制作过程中的一项挑战是在手套箱中添加电解液,NanoRep电动连续分配器将手持式连续分液器的功能与非接触式分页选项相结合,其重量轻盈,抓握舒适,每个分液管可自动分配多达1000个等分溶液,确保了移液的精度与重复性的同时,助力研究人员提高工作效率,减少塑料的使用。
使用锂离子电池时尤其在新型储能应用中,过热或者电池失效很极易引发爆炸等热失控情况。这也对电池本身的热安全性能提出了更高的要求,电池本身的热失效通常与内部物理、化学变化本质,原子、分子尺度相关,如失效过程的热力学、动力学变化,物理或化学因素引起的电解液失效,短路、析锂、产气;正/负极结构失效引起的容量衰减失效等待,热分析可用于这些过程的研究和监测。电池的热安全性能对新型储能尤为重要,电池安全是电池技术在我们日常生活中进一步使用的关键组成部分。
在反复的充放电过程中,锂电池正负极材料的结构与热稳定性都在发生变化,热稳定性直接决定着锂电池的安全使用温度和寿命,因此,对锂电池的热稳定研究就显得尤为重要。
热分析技术(DSC、TGA/DSC)可提供锂电池正负极材料的热分解温度、组分分析、放热焓值等信息,为锂电材料的研发和测试提供指导性建议。
为了从一次实验中获得关于降解组分的更多信息,可将梅特勒托利多TGA或者TGA/DSC与适合的气体分析系统联用,从而执行傅里叶变换红外光谱法、质谱法、气相色谱法-质谱法或者微量气相色谱法-质谱法等。
电池产气是锂离子电池使用过程中常见的问题之一,它不仅影响电池的性能和寿命,还可能带来安全隐患。产气通常来源于电池内部的化学反应,特别是电解液的分解和电极材料与电解液之间的副反应。TGA联用技术用于逸出气体分析方案为电池产气失效提供精确先进的综合性分析检测。
1、电解液的水分检测方法有哪些?
电解液的水分检测常用库仑法卡尔费休滴定法,该方法精准且能有效规避副反应,适合低水分含量(<50 ppm)的电解液检测。此外,固态电解质或复杂体系的水分与热稳定性综合分析,可采用热重分析法,在程序控温下,测量样品质量随温度变化的关系,水分受热挥发导致质量损失,通过失重率计算水分含量
2、电解液的色度、密度和电导率检测有什么意义?
色度、密度和电导率是电解液质量的关键指标,三者相辅相成,共同构成电解液品质的核心评价体系,贯穿研发、生产、质检全链条,是保障电池性能与安全性的基础。色度:杂质与纯度的 “可视化” 指标,保障电解液的化学稳定性;密度:成分均匀性与工艺可靠性的 “量化” 指标,确保物理特性符合设计要求;电导率:电化学性能的 “功能性” 指标,直接决定电池的充放电能力
3、如何实现电解液检测的自动化?
结合梅特勒托利多LabX自动化控制软件,使用电位滴定仪、自动进样器与揭盖装置,可在干燥房或手套箱中实现电解液氢氟酸的自动化测试;将电解液的密度、色度和电导率的测量与自动进样器联用,可实现高效、准确的批量检测。这种自动化解决方案不仅提高检测效率,还提供稳定的测量结果
4、扣电池测试中极片称量的精度要求是多少?
扣电测试中极片重量极低(毫克级别),对称量的准确度要求非常高。梅特勒托利多超越系列十万分位天平的典型重复性为0.008mg,称量6mg误差约为0.5%,能够满足极片称量的高精度要求。
5、如何解决实验室中静电对极片称量的影响?
梅特勒托利多的超越系列分析天平具备静电检测功能,能向用户发出静电警告,并计算出正确的重量,即使在有轻微静电荷的情况下也能精准提供准确结果。针对静电荷积聚太多的情况,可采用防静电套件来中和静电。
6、扣电池制作中如何提高移液的精度与效率?
梅特勒托利多NanoRep电动连续分配器将手持式连续分液器的功能与非接触式分液选项相结合,重量轻盈,抓握舒适,每个分液管可自动分配多达1000个等分溶液,确保了移液的精度与重复性,同时提高工作效率。
7、电池材料热安全性能的重要性体现在哪些方面?
电池材料的热安全性能对新型储能尤为重要,过热或电池失效可能引发爆炸等热失控情况。热分析可用于研究电池失效过程的热力学、动力学变化,以及物理或化学因素引起的电解液失效等。
8、如何评估电池材料的热稳定性?
热分析技术(DSC、TGA/DSC)可提供锂电池正负极材料的热分解温度、组分分析、放热焓值等信息,为锂电材料的研发和测试提供指导性建议。此外,还可以将电池材料置于高压坩埚中进行DSC测试,模拟实际工作环境下正负极与电解液的变化。
9、如何实现电池材料热安全性能的综合分析?
可将梅特勒托利多TGA或者TGA/DSC与适合的气体分析系统联用,执行傅里叶变换红外光谱法、质谱法等,以获得关于降解组分的更多信息。此外,TGA联用技术还可用于逸出气体分析,为电池产气失效提供精确先进的综合性分析检测。