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    新聞詳情

    美國BROOKFIELD博勒飛 - 鋰電漿料的固含量及水分含量分析

    日期:2022-09-26 16:29
    瀏覽次數:466
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    背 景

    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、循環壽命長、無記憶效應、無環境污染及工作溫度范圍寬等顯著優點,被廣泛應用于移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設備以及電動車領域。




    Brookfield水分儀在鋰電行業中的應用

    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程中,*初的電池漿料的質量將影響后序所制備電池的性能(如內阻,循環性能,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,黏度和粒度分布來評價;穩定性由漿料固含量的24小時變化情況和漿料粘度的24小時變化情況來評價。漿料的固含量是指漿料中的固體物質與漿料的質量比,可以通過Brookfield MAX 4000XL水分/固含量分析儀(圖1)進行**測量和監控。

    1MAX 4000XL水分/固含量分析儀


    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

    目前限制鋰離子電池進一步應用的因素主要在電池的循環性能和**性能上,而影響電池性能的關鍵因素之一就是其中的水分。電池中存在的水分會與電解液中鋰鹽發生反應并產生HF及LiF沉淀,LiF不僅會消耗活性Li+,造成容量損失,還會富集在極片表面,增大電池的阻抗;HF會破壞固體電解質相界面(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,循環性能降低。同時,化學反應可能產生氣體,引起電池脹氣,導致電池出現**隱患。因此,在鋰離子電池的制作過程中,必須嚴格控制環境條件和正負極材料、電解液的水分含量。Brookfield Vapor Pro XL水分分析儀(圖2)采用獨有的傳感器技術,可以對水分的特異性識別,實現鋰電池材料的真實水分含量測定。

    2Vapor Pro XL水分分析儀




    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,其直觀的操作界面還能顯示和監控水分釋放的實時變化情況,操作人員可以根據水分釋放曲線和速率變化曲線對測試參數和結束標準進行合理的優化,以獲得測試結果。此外,MAX 4000XL堅固的外殼使其能同時滿足質量控制實驗室和生產車間的使用需求。


    2. Vapor Pro XL vs KF 水分含量測試數據

    通過表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性。兩種方法的測試時間確實有一定差異,但主要取決于樣品量的大小,隨著樣品量的增加或減少,測試時間會有所波動。

                 應用分析

    當前,在鋰離子電池行業使用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境條件的影響,且在使用過程中需要使用危險的化學滴定試劑,增加了廢棄物的處理成本。
    Brookfield新一代的綠色環保型Vapor Pro XL水分分析儀采用獨有的傳感器技術,實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,且完全不需要使用任何有毒有害的化學試劑。

    另外,Brookfield高精度水分分析儀的儀器運行成本低,可為用戶節省大量資金。目前已得到國際電池廠家的采用和認可,解決了他們在生產和科研中遇到的復雜問題,提供科學的數據。



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