梅特勒托利多关于锂电行业分析仪器解决方案

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锂电行业简介 锂电池与我们的生活息息相关，自19世纪90年代锂电池开始商业生产后，由于 其使用寿命长，耐高温，充电速度快，容量大，无记忆效应等种种特点，被广 泛的应用于手机、相机、笔记本电脑等等各种电子设备。 锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池，包 括锂原电池与锂二次电池。锂原电池是不能充电重复使用的，二次电池是可以 多次充放电使用的。 锂离子电池在结构上主要有五部分组成：正极、负极、电解液、隔膜、外壳与 电极引线，正极包括由钴酸锂（或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等）及铝 箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电 池内充有有机电解质溶液。 锂电池生产过程中涉及到的正极材料，负极材料，电极液，粘合剂材料的检测 不仅影响产品质量甚至可能会对消费者的安全产生危害。 本应用会对其生产中涉及到的水分、滴定分析、密度、PH值及电导率等指标做 详细的阐述，以期能对您有所帮助。测试方法 金属含量分析 锂电材料中不管是磷酸铁锂、钴酸锂还是三元的镍钴锰酸锂，其金属含量 都是锂电性能的重要指标，属于必检项目。目前大多数三元金属金属含量的测 定采用的是ICP的方法，从相关资料来看，ICP测试的对象主要是微量成分，在 测三元材料金属含量时，需要将样品稀释万倍甚至十万倍，而每次稀释则带来 更大的分析误差。而滴定是解决常量级金属含量测定的首选方法。 氢氟酸测定 氢氟酸是锂电池六氟磷酸锂电解液非常重要的控制指标，是其电解液的质 量的衡量标准。六氟磷酸锂在水中会生成氢氟酸，给测定带来困难，本应用针 对六氟磷酸锂水解的性质开发了多个测试方法。 碱含量测定 由于生产的要求，需检测电池材料中的氢氧化锂和碳酸锂的含量，样品经 水提取后，碳酸锂及氢氧化锂溶解到水中，过滤后采用酸碱滴定的方法一步滴 定出两种碱性成分的含量。梅特勒-托利多特制的封闭式滴定台可以很好的避免 二氧化碳在滴定过程中的干扰，提高测试准确度。 水分分析 水分是锂电池生产控制中非常重要的指标，其不仅降低电池容量，减少电 池的循环使用次数，导致电解液中的锂盐分解，还影响正极材料负极材料的结 构稳定性，是电池质量的重要保证。因此锂电池生产中所用的材料试剂的水分 含量都极低，首选库仑法卡尔费休水分测定的方法。不同样品性质采用不同的 测试方法，能够溶解在库仑法电解液中的样品采用直接测定法，不溶样品采用 加热炉的方式，将水分蒸发至滴定杯中测定。 密度测定 锂电池生产中用到的试剂类的液体和六氟磷酸锂电解液需要测定其密度， 来反应其质量情况，梅特勒-托利多数字密度计需要极少的样品就可能完成测定， 具有控温准确，测量快速，重复性好等优点。液体中溶质含量的变化会引起其密度变化，因此可以通过绘制溶质的含量-密度曲线，以未知样品的密度反算出 其溶质的含量，实现快速测定的目的，其方法操作简单、测量快速。 其他测定 除去上述测定项目之外，锂电池生产过程中还涉及其他一些项目的检测， 比如pH和电导率的测定，或者电池材料中的氯化物含量测定，可以通过硝酸银 电位滴定法或者紫外分光光度计比色法测定等。