锂离子电池极片残留水分测试
来源：宝鄂实业
2020-03-18 15:01
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锂离子电池电极的残留水分测试及其对性能的影响
锂离子电池已成为便携式移动设备的标准动力源，近年来在电动汽车和储能设备中得到了迅速发展。电池的要求安全、能量密度、功率密度、循环寿命和可靠性也不断改善,和锂离子电池的功能是受许多因素影响,包括电池不仅规划、原材料、工艺水平,设备精度和其他方面,还有环境因素,如温度、清洁和水。即使是少量的杂质也会对锂离子电池的循环稳定性和安全性产生不利的影响。因此，我们有必要重视生产过程，严格控制质量。同时，水分的控制是非常关键的。商用锂离子电池是在环境水控制严格的大型乏味的房间里生产的，在电池组装之前，所有的部件都是乏味的。本文收集并与大家分享了电池极的验水和控水的基本知识。
1、水损害电池功能的基材机理
锂离子电池假设水过高，会与电解液发生反应。首先，水与电解液中的锂发生反应形成HF:
H2O + LiPF6→POF3 + LiF + 2HF
氢氟酸是一种极具腐蚀性的酸，它能使电池内部的金属部件腐蚀，使电池最终泄漏。此外，如果HF破坏SEI膜，它将持续与SEI的主成分发生反应:
ROCO2Li + HF→ROCO2H + LiF
Li2CO3 + 2HF→H2CO3 + 2LiF
毕竟，LiF在电池中积累，导致锂离子在电池负极中发生不可逆的化学反应，消耗活性锂离子，降低了电池的能量。当含水量满足时，出现更多的气体，电池内部的压力会变大，进而造成电池应力变形，电池膨胀，泄漏等危险。
2. 检查极片中的残留水分
电池电极膜中残留的水一般是百万分之几百，含水量比较低，不能用简单的方法测量，一般用卡尔·费希尔库仑法来检测痕量水，其原理是电化学方法。笛卡尔试剂仪器达到平衡,在电解池注入水样本,水碘和二氧化硫氧化复苏,在吡啶和甲醇的存在,生成氢碘酸吡啶硫酸和甲基吡啶,把碘在阳极电解,然后恢复连续氧化反应,直到水耗尽,根据法拉第电解的规则,电解碘与电解功耗成正比时的接触，反应如下:
H2O + I2 + SO2 + 3 C5H5N - > 2 C5H5N, HI + C5H5N, SO3
在电解过程中，电极反应如下:
阳极:2I- - 2e→I2
阴极:I2 + 2e→2I-
2 h + + 2 e - H2写
从这个反应中我们可以看到，1mol的碘氧化1mol的二氧化硫，这需要1mol的水。因此，电解碘的电量等于电解水的电量。1摩尔碘电解所需电量为2×96493库仑，1毫摩尔水电解所需电量为96493毫库仑。根据式(1)计算样品的含水率:
式中:W——样品含水率，g;Q——电解功率，mC;18——水的分子量。
费歇尔卡伦微量水分检测仪器总体结构如图1所示,第一个包含费歇尔电解槽和样本加热装置,密封样品瓶一块样品,然后必须样品瓶的温度加热,蒸发的样本,然后使用单调的天然气水蒸气到电解池将会参与反应,然后确定电力的电解过程,水分含量和滴定。
