瑞士萬通卡式水分儀在鋰電池中水分的測定-華普通用
眾所周知，鋰電池內(nèi)部必須要求完全無水（水含量低于20mg/kg）的環(huán)境，因為水會與導電鹽（如，六氟磷酸鋰）反應生成氫氟酸，導致電池內(nèi)部發(fā)生腐蝕。因此，必須嚴格控制電池內(nèi)部正極、負極、隔膜及電解液各部分的水分含量。
典型的正極材料為鋰鹽，負極材料為炭黑和石墨，正極和負極材料與粘合劑混合后以漿液的形式涂覆在金屬箔上形成極片。正極極片、隔膜和負極極片通常纏繞或堆疊在一起，隔膜可避免正極和負極間的接觸，電解液（一般為無水的非質(zhì)子溶劑和鋰鹽的混合物）則建立起了正極和負極間的導電性。
鋰電池使用的這幾種材料的含水量均可通過卡爾費休庫侖滴定法進行可靠而準確的測定。本期主要介紹電解液中水分測定的相關內(nèi)容。
電解液&溶劑——卡爾費休庫侖滴定法
大多數(shù)電解液溶劑為極性非質(zhì)子溶劑，此類溶劑由于容易形成氫鍵，使用卡氏加熱爐萃取水分一般較為緩慢。因此，針對此類溶劑，如不與卡爾費休劑發(fā)生副反應，則建議直接進行滴定。
— 儀器
· 磁力攪拌器
— 電極
· 庫侖法雙鉑針指示電極 6.0341.100
· 有隔膜發(fā)生電極 6.0344.100
— 試劑
· 適用于有隔膜發(fā)生電極的陽極液和陰極液
— 標準品
· 適用于卡爾費休庫侖滴定法的水標
— 準備工作
· 樣品
無需樣品制備
· 儀器
在庫侖滴定池中填充約100 mL的陽極液，并在發(fā)生電極中填充5 mL陰極液。然后等待滴定池平衡。
— 分析過程
— 儀器參數(shù)
— 計算
含水量（ppm）= mEP1/mS
mEP1：滴定結束時測定的水量（μg）
mS：樣品質(zhì)量（g）
— 滴定曲線
（見右圖）
注意事項
1. 對于特殊溶劑——碳酸亞乙烯酯中水分的測定，需使用酮類樣品專用陽極液，并搭配10g苯甲酸。由于適宜的pH范圍和無甲醇系統(tǒng)中的操作對于該應用的成功至關重要，因此必須使用無甲醇溶劑清洗滴定池。
2. 設置的停止相對漂移值不能高于5μg/min，如果對結果準確性要求較高或樣品含水量較低，可以設置的更低（如，2μg/min）。
3. 電解液一般容易吸水，在空氣中暴露的時間越長，吸水越多，因此應盡量縮短樣品在空氣中暴露的時間。
4. 如果每次進樣量較大，則需經(jīng)常更換陽極液，以保證理想的試劑比例。如，進樣量為5-10g時，約每測定10次樣品則需更換一次溶劑。
5. 庫侖法卡爾費休試劑的水容量是有限的，其容量相當于試劑中二氧化硫的量。當試劑中二氧化硫濃度降低時（低于初始濃度的一半），會導致滴定時間延長，此時應徹底更換試劑。