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鋰電池電解液粘度測(cè)定
一、鋰電池電解液簡(jiǎn)介
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(zhǎng),、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)環(huán)境污染及工作溫度范圍寬等顯著優(yōu)點(diǎn),，自問(wèn)世以來(lái)已廣泛應(yīng)用于筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備中,。電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料（正極、負(fù)極,、隔膜,、電解液）之一，號(hào)稱(chēng)鋰電池的“血液",，在正負(fù)極之間起到傳到電子的作用,，是電池儲(chǔ)能及能量轉(zhuǎn)化的核心，以及電池獲得高電壓,、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證,。電解液一般由電解質(zhì)鋰鹽（提供載流離子Li+）、高純度的有機(jī)溶劑（解離鋰鹽,、提供Li+傳輸介質(zhì)）,、必要的添加劑等原料（改善性能），在一定的工藝條件下,，按一定的比例配制并加工而成,。
二、粘度測(cè)定及流變學(xué)研究的意義
電解液作為鋰電池的重要組成部分,，起著連接著正負(fù)極,、氧氣溶解在電解液中、鋰離子傳輸?shù)戎匾饔?，其基礎(chǔ)性能對(duì)鋰電池的充放電反應(yīng)和循環(huán)性能具有十分重要的影響,。電解液的粘度是評(píng)價(jià)電解液性能的重要參數(shù)指標(biāo)之一，粘度大小直接影響離子在電解液中遷移的速率,。粘度越小,，離子與氧氣在電解液中的傳輸越快；電解液粘度過(guò)高,，會(huì)阻礙電池內(nèi)氧氣與離子的傳輸,，導(dǎo)致與鋰負(fù)極的化學(xué)相容性相對(duì)較差,，并與鋰負(fù)極發(fā)生一定的副反應(yīng),，進(jìn)而影響電池循環(huán)性能。
電解液的電導(dǎo)率與粘度成反比關(guān)系，電解液粘度越大,，電導(dǎo)率越低,；相反，電解液粘度越小,，電導(dǎo)率越高,。影響電解液粘度的因素包括：有機(jī)溶劑的種類(lèi)和配方；鋰鹽的種類(lèi)和濃度,；添加劑的種類(lèi)和用量,，此外，鋰電池充放電過(guò)程中電解液產(chǎn)生的雜質(zhì)會(huì)使體系的粘度不斷增加,，影響離子傳輸速率,。因此，在電解液的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中,，必須對(duì)電解液進(jìn)行優(yōu)化配制,，注意控制電解液雜質(zhì)的產(chǎn)生，提高體系電池循環(huán)性能的同時(shí)降低粘度,、提高電導(dǎo)率以及提高其與鋰負(fù)極的化學(xué)相容性,。
三、電解液粘度測(cè)定
使用DV2T錐板粘度計(jì)+TC-650 AP循環(huán)水浴系統(tǒng)（如圖1所示）測(cè)量4種電解液（用戶(hù)提供）在25℃條件下的粘度,。幫助用戶(hù)建立鋰電池電解液的生產(chǎn)及制備工藝過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量控制的測(cè)試方法,。TC-650AP水浴循環(huán)系統(tǒng)用于控制樣品溫度（測(cè)試溫度為25℃）,，Rheocalc T軟件連接主機(jī),，進(jìn)行程序編輯及數(shù)據(jù)采集,，繪制粘度變化曲線（圖2）,。使用“Multi Point"功能采集數(shù)據(jù),，“Test Averaging"功能計(jì)算粘度平均值,，并觀察和分析測(cè)試過(guò)程中儀器穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)波動(dòng),，根據(jù)上圖2及下表1可知,，四種電解液在在不同的剪切率條件下測(cè)得的粘度值分別為0.34cP,，25.74cP,，2.03cP，228.3cP,；測(cè)試過(guò)程中,，數(shù)據(jù)波動(dòng)非常小，即使是在測(cè)量粘度值小于1cP 的樣品1#時(shí),，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差僅為1.14%,，其他幾個(gè)樣品的RSD均小于0.5%。我司數(shù)顯粘度計(jì)的連續(xù)感應(yīng)器可以保證測(cè)試數(shù)據(jù)輸出的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性,。錐板粘度計(jì)測(cè)試所需樣品體積僅為0.5-2.0 mL（具體的樣品量與所使用的轉(zhuǎn)子型號(hào)相關(guān)）,，特別適用于微量樣品的粘度測(cè)試,，可有效減少電解液的消耗；錐板粘度計(jì)使用錐形轉(zhuǎn)子及配套的樣品杯,，可以計(jì)算精確的剪切率和剪切應(yīng)力,，得到絕對(duì)粘度；由于樣品量很少,，可實(shí)現(xiàn)快速恒溫,，有效提高測(cè)試效率。TC-650 AP循環(huán)水浴系統(tǒng)的控溫精度可達(dá)0.01℃,，為粘度測(cè)試提供準(zhǔn)確及穩(wěn)定的溫度條件,。
四、應(yīng)用概述
作為粘度計(jì)/流變儀生產(chǎn)商之一,，我司一直致力于為廣大用戶(hù)提供質(zhì)量穩(wěn)定可靠,，測(cè)量精確度高，測(cè)量重復(fù)性好的產(chǎn)品,。我司粘度計(jì)的測(cè)量精度可以達(dá)到全量程測(cè)量范圍的±1%,，重復(fù)性可以達(dá)到±0.2%。針對(duì)不同行業(yè)的粘度測(cè)試需求,，提供個(gè)性化的解決方案,，適應(yīng)各種行業(yè)用戶(hù)的分析需求。RST 流變儀可以進(jìn)行全面的流變學(xué)測(cè)試,，在質(zhì)量控制和研發(fā)領(lǐng)域均可進(jìn)行的流變分析,。RST系列流變儀具有控制剪切率和剪切應(yīng)力兩種模式，尤其適合于測(cè)量非牛頓流體在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)下的粘度,、流變曲線等特性,。另外，它還可以測(cè)量非穩(wěn)態(tài)剪切流動(dòng)和蠕變狀態(tài)下的粘彈性,、屈服應(yīng)力以及觸變性等流變特性,。