鋰電漿料的固含量及水分含量分析

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），以碳素材料為負極（如：石墨），主要依靠鋰離子在正極和負極之間遷移來(lái)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(cháng)、無(wú)記憶效應、無(wú)環(huán)境污染及工作溫度范圍寬等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于移dong電話(huà)、筆記本電腦等便攜式電子設備以及電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域。我司水分儀在鋰電行業(yè)中的應用。

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(guò)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定性。分散性由漿料的固含量，黏度和粒度分布來(lái)評價(jià)；穩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(lái)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(guò)我司 MAX 4000XL水分/固含量分析儀（圖1）進(jìn)行精確測量和監控。

2. 鋰離子電池正負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，對正負極材料、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)反應可能產(chǎn)生氣體，引起電池脹氣，導致電池出現安全隱患。因此，在鋰離子電池的制作過(guò)程中，必須嚴格控制環(huán)境條件和正負極材料、電解液的水分含量。我司 Vapor Pro XL水分分析儀（圖2）采用du有的傳感器技術(shù)，可以對水分的特異性識別，實(shí)現鋰電池材料的真實(shí)水分含量測定。

測試結果

1. MAX 4000XL測試電池漿料固含量數據

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%。測試結果表明：MAX 4000XL水分/固含量分析儀不僅能夠提供快速、準確以及高重現性的測試結果，其直觀(guān)的操作界面還能顯示和監控水分釋放的實(shí)時(shí)變化情況，操作人員可以根據水分釋放曲線(xiàn)和速率變化曲線(xiàn)對測試參數和結束標準進(jìn)行合理的優(yōu)化，以獲得最佳測試結果。此外，MAX 4000XL堅固的外殼使其能同時(shí)滿(mǎn)足質(zhì)量控制實(shí)驗室和生產(chǎn)車(chē)間的使用需求。

2. Vapor Pro XL vs KF 水分含量測試數據

通過(guò)表2的測試結果可以看出，Vapor Pro XL 和KF這兩種方法獲得的水分測試平均值和標準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(zhù)樣品量的增加或減少，測試時(shí)間會(huì )有所波動(dòng)。

應用分析

當前，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休滴定法，該方法雖然測試準確性和重現性高，但是該儀器易受外部環(huán)境條件的影響，且在使用過(guò)程中需要使用危險的化學(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有的傳感器技術(shù)，實(shí)現對水分的特異性識別，可以獲得與KF滴定法準確性和重現性相當的測試數據及結果，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行成本低，可為用戶(hù)節省大量資金。目前已得到國際著(zhù)名電池廠(chǎng)家的采用和認可，解決了他們在生產(chǎn)和科研中遇到的復雜問(wèn)題，提供科學(xué)的數據。