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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(fù)極（如：石墨），主要依靠鋰離子在正極和負(fù)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(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、無環(huán)境污染及工作溫度范圍寬等顯著優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備以及電動車領(lǐng)域。我司水分儀在鋰電行業(yè)中的應(yīng)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，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(nèi)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(wěn)定性。分散性由漿料的固含量，黏度和粒度分布來評價；穩(wěn)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(zhì)與漿料的質(zhì)量比，可以通過我司 MAX 4000XL水分/固含量分析儀（圖1）進(jìn)行精確測量和監(jiān)控。
2. 鋰離子電池正負(fù)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(yīng)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與電解液中鋰鹽發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)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(zhì)相界面（SEI）膜，對正負(fù)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，化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生氣體，引起電池脹氣，導(dǎo)致電池出現(xiàn)安全隱患。因此，在鋰離子電池的制作過程中，必須嚴(yán)格控制環(huán)境條件和正負(fù)極材料、電解液的水分含量。我司 Vapor Pro XL水分分析儀（圖2）采用傳感器技術(shù)，可以對水分的特異性識別，實現(xiàn)鋰電池材料的真實水分含量測定。
測試結(jié)果
1. MAX 4000XL測試電池漿料固含量數(shù)據(jù)
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(jié)果表明：MAX 4000XL水分/固含量分析儀不僅能夠提供快速、準(zhǔn)確以及高重現(xiàn)性的測試結(jié)果，其直觀的操作界面還能顯示和監(jiān)控水分釋放的實時變化情況，操作人員可以根據(jù)水分釋放曲線和速率變化曲線對測試參數(shù)和結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的優(yōu)化，以獲得最佳測試結(jié)果。此外，MAX 4000XL堅固的外殼使其能同時滿足質(zhì)量控制實驗室和生產(chǎn)車間的使用需求。
2. Vapor Pro XL vs KF 水分含量測試數(shù)據(jù)
通過表2的測試結(jié)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(biāo)準(zhǔn)偏差都具有很好的相關(guān)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(yīng)用分析
當(dāng)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(zhǔn)確性和重現(xiàn)性高，但是該儀器易受外部環(huán)境條件的影響，且在使用過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水分分析儀采用傳感器技術(shù)，實現(xiàn)對水分的特異性識別，可以獲得與KF滴定法準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性相當(dāng)?shù)臏y試數(shù)據(jù)及結(jié)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(yùn)行成本低，可為用戶節(jié)省大量資金。目前已得到國際著名電池廠家的采用和認(rèn)可，解決了他們在生產(chǎn)和科研中遇到的復(fù)雜問題，提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。