探讨锂离子电池电解液的相关检测手段和方法

2022-06-14 09:49:09      来源:电池在线      编辑:电池在线      人气:

作为四大主材的最后一个——电解液,是锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高功率等优良性能的保证。电解液一般由有机溶剂、电解

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作为四大主材的最后一个——电解液,是锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高功率等优良性能的保证。电解液一般由有机溶剂、电解质锂盐、添加剂组合组成,在一定条件下,按一定比例配制而成的。本文就从电解液的检测方法以及原理入手,带大家了解电解液的检测过程。

1,外观:

观察电解液的颜色,一般电解液都为无色透明的液体,也有专门的国标对外观的检测有具体的方法,标准为GB/T9282.1-2008透明液体以铂-钴等级评定颜色第部分通过配置铂-钴标准溶液,并用分光光度计在不同入射光波长范围下测量其吸光度值和透射率,然后配置一系列的标准比色溶液,在一系列的100ml比色管中加入指定体积的原液,用水稀释到刻度并摇匀,然后封住,并在比色管上标明相应的钴-铂单位数,然后用待测的样品和标准样品比较即可。

2,水分测试:

用卡尔费休法测试,以前专门介绍过,在此不在重复,有兴趣可以看看以前的主题;

3,游离酸:

由于电解液中含有LiPF6,遇水分解产生HF,在电解液的生产、制造、运输以及实际使用时不可避免的会接触空气或者水分,因此,一般在出厂前以及电池注液前都会进行游离酸的检测,方法也很简单,酸碱滴定即可,近些年来对碱的选择也有一些专利的产生,有兴趣的话可以搜搜,基本原理都是一样的。

4,铁的含量测量:

在电解液的配置以及管道运输过程中,不可避免的引入了铁杂质,从而引起锂离子电池的性能衰减,一般采用GB/T3049化工产品中铁含量测定通用方法邻菲啰啉分光光度法进行测量,其原理为用抗坏血酸将三价铁离子还原成二价铁离子,在pH为2-9时,二价铁离子与邻菲啰啉生成橙红色络合物,在分光光度计最大吸收波长(510nm)处测定其吸光度,由显色后的吸光度值从标准曲线中查的待测液体和空白实验中的铁含量。

5,密度:

一般采用GB/T2540石油产品密度测定法比重瓶法进行测量。根据样品选择合适的比重瓶,将待测液体放入比重瓶中进行恒温浴加热,带液体表面不在变动时,过剩的水用滤纸吸去,擦去标线以上的试样,擦干净外部以后称重,然后利用公式计算即可。

6,电导率:

描述物质中电荷流动的难易程度,是一个很重要的物理参数,决定着电池的功率性能。一般用电导率仪测量即可。

7,色度:

颜色是由亮度和色度共同表示的,色度是不包括亮度在内的颜色的性质,它反映的是颜色的色调和饱和度,也用标准为GB/T3143液体化学产品颜色测定法铂-钴色号,测试方法和外观的测试方法类似,也是通过分光光度计测量和标准样比较得出结果。

8,氯离子含量测定:

采用硝酸银标准溶液滴定法进行测量,原理很简单,不在赘述。

9,硫酸根离子的测定:

在盐酸介质中,钡离子与硫酸根离子生成难溶的硫酸钡,当硫酸根离子含量较低时,在一定时间内硫酸钡呈悬浮体,使溶液浑浊,采用目视法判定溶液与标准比对溶液的浊度获得测定结果。

10,杂质含量的测定:

K、Na、Fe、Ca、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr的测定,利用电感耦合等离子体发射光谱法测定锂离子电池用电解液中K、Na、Fe、Ca、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr含量的方法,其原理为样品由载气(氩气)引入雾化系统进行雾化后,以气溶胶的形式进入等离子体中,在高温和惰性气体氛围中,其中被激发的原子、离子释放出很强的特征电磁辐射,根据不同元素具有不同的辐射谱线和辐射谱线的强弱与元素浓度呈正比的关系进行定量(ICP-OES),在以前的系列中也专门介绍过,在此也不在详述。

11,电化学性能的测定:

组装成电池后进行一系列的电性能测试,这对广大锂电同仁们来说是一个很熟悉的过程,也就不多说了。

小结:

随着锂离子电池技术的发展,电解液也将会从液态逐渐发展到半固态、固态,同时也从常规电压向高电压发展,阻燃、低发热量、高安全性的电解液也一直在研究开发中,相信随着行业的发展和进步,更多的复合型电解液将广泛的应用在锂离子电池上。

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