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(dòng)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(píng)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(píng)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(huì)與電解液中鋰鹽發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生HF及LiF沉淀,,LiF不僅會(huì)消耗活性Li+,,造成容量損失,還會(huì)富集在極片表面,,增大電池的阻抗,;HF會(huì)破壞固體電解質(zhì)相界面(SEI)膜,對(duì)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)采用獨(dú)you的傳感器技術(shù),,可以對(duì)水分的特異性識(shí)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%,RSD為0.15%,。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(duì)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 和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(huì)有所波動(dòng),。
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水分分析儀采用獨(dú)you的傳感器技術(shù),,實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的特異性識(shí)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?cè)谏a(chǎn)和科研中遇到的復(fù)雜問題,,提供科學(xué)的數(shù)據(jù),。