リチウムイオン電池は私たちの生活と密接に関係しており、不可欠な役割を果たしています。例えば、私たちが毎日手を離さない携帯電話やノートパソコン、家電製品などです。交通手段としての航空機、ハイブリッド車、電気自動車などのリチウムイオン電池への需要も顕著に増加している。リチウムイオン電池の製造過程では、粉塵、金属粒子、水分の厳格な制御が必要なものが多い。
二、水分がリチウム電池に与える影響及び市場現状
2.1水分はリチウムイオン電池にどのような悪影響を与えるのか。
主に電池容量が小さく、放電時間が短くなり、内部抵抗が増大し、循環容量が減衰し、電池が膨張するなどの現象が現れているため、リチウムイオン電池の製造過程において、環境の湿度と正負極材料、セパレータ、電解液の含水量を厳格に制御しなければならない。
2.2リチウムイオン電池の水分制御方法の検査現状?
現在、市場で水分含有量測定の技術方法で最も一般的に用いられているのは加熱無重量法とカールフィッシャー法であり、リチウム電池業界で測定されたサンプルの水分含有量が極めて低いため、加熱無重量法水分測定器の精度はまったく達成できず、この方法は直接排除された。
三、分析と方法
3.1機器
AKF-BT 2015 Cリチウム電池カース水分計
3.2技術パラメータと特徴
技術パラメータ | |
測定範囲 | 3 ug-99 mg(H 2 O質量) |
測定方式 | カルフィッシュクーロン法滴定+カーストップ空注入器 |
サンプル加熱方式 | びんしきかねつちゅうき |
ニードルゲージ | 0.3mm |
解像度の測定 | 0.1 ug(H 2 O質量) |
ホストディスプレイサイズ | 7インチカラータッチスクリーン |
パラメータ表示 | 水分百分含量、水分百分ppm、サンプル中の水を含む消費カートリッジ試薬体積、 |
反復性の測定 | >99.7%(純水1000μg) |
サンプル測定時間 | 平均50秒~数分 |
りゅうりょういき | 0-100ml/min(0.1Mpa) |
データストア | 計器自動記憶データ200本 |
印刷機能 | 印刷機能:専用外付けプリンタ(オプション) |
言語 | 中英自選 |
キャリブレーション機能 | あります |
自動機能 | 自動バランス、自動背景控除、自動計算保存結果 |
特徴:
1.カーストップ空試料ボトル加熱技術、加熱炉の内腔と反応カップの汚染を効果的に回避する、
2.禾工オリジナルのサンプルボトルコネクタは、キャリアガスがサンプルボトルスペーサーを穿刺することなくサンプルボトル内部に入ることができ、密封性がよく、スペーサー消耗品を減らすと同時に取り外しが便利である、
3.正確な流量制御設計、キャリアガス消費量は同類輸入製品の管式加熱炉の10分の1にすぎない、
4.大電力放熱槽の設計、サンプル瓶を迅速に冷却し、作業効率を高める、
5.7「高解像度カラータッチスクリーンインタフェース、マルチパラメータ表示、直感的簡潔、ワンタッチ測定、操作が極めて簡便、
6.凝結防止保温管路のデッドボリューム設計がなく、揮発後の水分管壁システムの残留がないことを保証する、
7.加熱温度は最高300°に達し、0-100 mlガス流量は自由に調節し、大多数の固体原料の水分測定需要を満たす、
8.全自動定電流分極検出、人工的に終点を設定する必要がなく、検出精度が高く、水分測定分解能が0.1 ugに達した、
9.ワンタッチで起動し、操作が簡単で、安定で信頼性があり、故障が低く、使用寿命が長い、
3.3分析原理
サンプルはカース加熱炉専用で密封してサンプル小瓶に入れ、天空瓶コネクタで密閉した後、加熱槽に入れ、サンプル中の水分(他の揮発性の溶媒もある可能性がある)は蒸気の形で完全に放出され、乾燥したキャリアガス(乾燥した空気や窒素ガスなど)を通じて天空瓶から加熱伴管路を経てKF滴定杯に移し、その後、カールフィッシャー水分測定器で測定し、測定データを表示した。
3.4検査方法
1.電解液を電解池及び電解電極のカソード室に注入し、液位を下目盛線にし、微量の水を加えて電解し、平衡にする。 2.ガス源をカース加熱炉に接続し、乾燥サンプルを加熱槽に瓶入し、温度を250℃に設定し、流量を50 mL/minに調整し、サンプル瓶と管路内に水分が存在する可能性があり、再平衡を待つ。 3.バイアルを冷却槽に移して冷却した後、取り出し、約0.5 ~ 3 gのバイアルを電子天秤で秤量してバイアル瓶に入れ、水分計でクリックして測定を開始し、同時にバイアル瓶を加熱槽に入れる。 4.サンプル秤量の重量を入力し、測定終了後に最終測定結果を表示するのを待つ。 |
四、データと結論
実験試薬:クーロン電気量法モノカールフィッシャー試薬、当量1.5 g/100 ml、kfr-c02 | |
現在のドリフト値:0.3 ug/min | |
周囲温度:18℃ | 周囲湿度:51% |
HOGONカース水分計サンプル測定記録
測定順序 | サンプリング量 | でんかいち | 測定結果 | 解析時間 |
サンプル名 | 負極膜 | |||
サンプル1-1 | 0.535g | 1718.4ug | 3212ppm | 12min |
サンプル1-2 | 0.498g | 1627.5ug | 3268ppm | 12min |
サンプル2-1 | 1.054g | 609.2ug | 578ppm | 9min |
サンプル2-2 | 1.218g | 665.0ug | 546ppm | 9min |
サンプル名 | グラファイトふん | |||
1 | 3.014g | 415.9ug | 138ppm | 6min |
2 | 3.140g | 445.8ug | 142ppm | 6min |
サンプル名 | りん酸鉄リチウム | |||
1 | 1.603g | 660.4ug | 412ppm | 10min |
2 | 1.428g | 615.5ug | 431ppm | 10min |
五、結論説明:
本実験方法により、リチウムイオン電池原料の水分含有量を正確に測定することができ、測定結果の精度と繰り返し性は輸入同類製品のレベルに達した。AKFクーロン法カールフィッシャー水分測定器とKH-1カース加熱炉頂部空注入器を併用することで、自動的にドリフトを差し引くことができ、操作が便利で、リチウム電池と原料の含水量を正確かつ確実に測定することができる。
この方法はグラフェン、リン酸鉄リチウム、リチウム電池原料、電解液にも適している、リン酸鉄、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、三元材料、負極膜シート、石墨粉などの水分検査を行うとともに、その他の不溶固体材料の測定を適用する。