电解液材料的测试方法及标准_检测资讯

电解液材料的测试方法及标准

嘉峪检测网 2019-09-17 16:22

一、电解液水分的测试方法
1 方法提要
试剂溶液是由占优势的碘和充有二氧化硫的吡啶、甲醇等混合而成。卡尔--菲休试剂同水的反应原理是：基于有水时，碘被二氧化硫还原，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸氢吡啶。反应式为：
H₂0+I₂+SO₂₊3C₅H₅N → 2C₅H₅N·HI+C₅H₅N·SO₃………(1)
C₅H₅N·SO₃+CH₃OH → C₅H₅N·HSO₄CH₃ ………(2)
在电解过程中,电极反应如下：
阳极：2I^-- 2e →I₂ ……………………(3)
阴极：2H⁺+2e→H₂↑…………………(4)
阳极产生的碘又与水反应生成氢碘酸，直至全部水分反应完毕为止，反应终点用一对铂电极所组成的检测单元指示。依据法拉第电解定律可知, 参加反应的碘的分子数等于水的分子数，同电荷量成正比例关系。水量与电荷量有如下等式成立：
W=Q/10.722 …………………………（5）
式中：W -- 样品中水分含量单位：微克
Q -- 电解量单位：毫库仑
2 仪器与试剂
仪器：库伦法微量水分测定仪、分析天平、10mL注射器
试剂：卡尔--菲休试剂
3 分析步骤
打开电源，开机并检查库仑法微量水分测定仪主机中的状态，当状态在40~45时，将用10mL的注射器取好的待测电解液，用干净的抹布擦干注射器，排除空气后于分析天平称量，重量为m₁，迅速转移注射器，在库仑法微量水分测定仪主机中按进样选项，滴定池中注射1mL电解液，注射完后，再一次称量重量为m₂，_待主机屏幕上提示后，分别输入m₁和m₂的重量，记下测量结果。
4 计算
库伦微量法测定仪主机屏幕上直接生成。
5 注意事项：
5.1、检查库伦法微量水分测定仪的状态是否在40~45，如果不在此状态中，要用0.5µ L的注射器进行调试。
5.2、做好保护措施，防止待测液体直接接触皮肤，不小心接触皮肤后，要用清水及时冲洗。
二、电解液密度的测试方法
1 方法提要
通过物体振荡法测量密度。密度与U形振荡管有如下函数关系，测得待测样品的振荡周期T可计算得密度值：
ρ=AT²+B
其中，T为测量温度，A和B为常数，它由测量管的弹性、结构和质量决定，随测量管的不同而不同，可通过两种已知密度的标准样（如空气和水）来计算得到。
2 仪器与试剂
仪器：电导率仪、10ml注射器
试剂：无水乙醇
3 分析步骤
3.1开机检查：检查电源是否接好，检查硅胶中颜色的变化。
3.2开机准备：按下“POWER”键，待仪器显示温度稳定后，仪器将进入上次关机时的工作状态。
3.3 运行：待仪器温度不在闪烁时，即可把样品用10ml注射器注入密度仪中，出样口要有样品流出，然后按下“Meas.”键，即可进行测量，等待显示“Result”即可读数。
3.4测量结束后，及时用无水乙醇清洗进样口，用无水乙醇清洗以后拔下注射器，然后接吹气管，按下“Pump”键，待D=0.001时，按下“Reset”键。按“POWER”即关机，拔下电源开关。
4 计算
仪器自动生成。
5 注意事项：
5.1如果是首次使用密度仪要进行相应的校正，校正时接上吹气管，按下Pump键吹干使D=0.001时，按下Reset键，再连按两次Calib.键出现空气（CalibAir)校正，然后出现水（SetWater)校正，水从一边打进去从另一边出来，直至出现CalibOK时，校正完毕，以后要每隔3个月或6个月校正一次。
5.2 测试时，待测试样品要从进样口一边进入，从另一边要流出来无气泡，说明密度仪内置“U”形管已充满样品。
三、电解液电导率的测试方法
1 方法提要
根据欧姆定律，一个截面积为A，长度为L的导体，其纵向电阻为：R=ΡL/A 。式中Ρ的导体的电阻率，其大小与导体的性质、温度等有关。电导率（K值）是电阻率的倒数l/Ρ。
水溶液依靠其中带电离子的移动传导电流，因此水溶液的K值与其所含带电离子（杂质）数量有关。水溶液K值的测量需利用一对相互平行、截面积和间距已知的电极，一般称为电导测量电极，简称电导电极。当电导电极浸入溶液时，在两电极间的水溶液构成传导电流的导体。设电极的有效截面积为A，间距为L，两电极间水溶液的电阻为R。根据K值的定义，溶液的K值可简单地由下式算出：K=l/Ρ×(L/A)×l/R=Q/R 。
2 仪器与试剂
仪器：电导率测试仪、滤纸
试剂：蒸馏水
3 分析步骤
3.1开机准备：检查电源是否接好，电极连接是否正确，检查温度传感器、电极是否干净、完好。
3.2运行：按下“ON/OFF”键，待仪器显示稳定后，仪器将进入工作状态。将测量电极、温度感应器装上，当温度达到25℃后，将测量电极和温度感应器插入待测样品中，温度感应器悬空静止，测量电极悬空顺时针缓慢搅动待测液体，待测试数据稳定后记录实验数据。
3.3关机：测量结束后，清洁电极及温度传感器（必要时用无水乙醇清洗）。按“ON/OFF”键关机，拔下电源开关。
4 计算
仪器自动生成
5注意事项：
5.1测试时，电极铂黑要完全浸入溶液中。
5.2如果仪器显示“溢出”，则说明所测值超出仪器的测量范围，此时应该马上关机，并换用电极常数更大的电极。
5.3电导率超过3000µS/cm时，为确保测量的精度，最好使用DJS-1C型铂黑电极进行测量。
四、电解液中游离酸的测试方法
1 方法提要
将电解液溶解在冰水中，用0.0100mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定至溴百里香酚兰指示剂变蓝色即为终点。反应方程式如下：
H⁺+OH^-=H₂O
2 仪器与试剂
仪器：100mL量筒1支、250mL锥形瓶1只、10mL移液管、25mL滴定管
试剂：1% 溴百里香酚兰指剂示剂、0.01 mol.L^-1 NaOH溶液、去离子水、冰块
3 分析步骤
3.1量筒量取40mL去离子水放入锥形瓶中
3.2将冰块敲碎放入装有去离子水的锥形瓶中
3.3向锥形瓶中加入3～5滴1%的酚兰指示剂，摇匀，溶液呈黄色
3.4向锥形瓶中加入1～2滴0.01 mol.L^-1 NaOH溶液，边加边摇匀，至溶液由黄色变为蓝色
3.5用25mL移液管移取30mL待测电解液，加摇边加入锥形瓶内，溶液由由蓝色变为黄色
3.6用0.01 mol.L^-1 NaOH标准溶液快速滴定此电解液，加滴边摇动，直至溶液由黄色变为蓝色即为终点，停止滴加NaOH溶液，读数，记录NaOH溶液的用量V(NaOH)
4 计算：


式中：
W----电解液游离酸的含量（以HF计），ppm；
C-----氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；
M-----HF的摩尔质量，20.0g/mol；
ρ----电解液的密度，g/mL。
5 注意事项：
在测试的整个过程中，冰块的量保证冰块不会完全融化或水温控制在2℃以下为宜。
五、电解液中铁含量的测定
1 方法提要
邻菲啰啉法：在PH=2条件下，用还原剂盐酸羟胺将Fe³⁺还原成Fe²⁺，在PH=2～9时，Fe²⁺可与邻菲啰啉生成红色络合物，用比色管比色。
反应方程式如下：
4 Fe³⁺+2NH₂OH═4 Fe²⁺+N₂O+H₂O+4H⁺



2 仪器与试剂
仪器：分析天平，恒温水浴槽，50mL比色管，pH试纸。
试剂：盐酸4M；盐酸羟胺溶液 10%；邻菲啰啉 0.2%；Fe标准溶液1ppm；HAc-NaAc缓冲溶液 PH=4.5；氨水 10%。
3 分析步骤
3.1标准管制备：准确吸取1mL Fe标准溶液置于50mL洁净的比色管中，加20mL纯水，摇匀，先用盐酸或氨水调pH=2（用pH试纸测），然后加入7.5mL盐酸羟胺溶液，并在80℃水浴中加热10分钟，取出后冷却至室温，再加入HAc-NaAc缓冲溶液10mL及5mL邻菲啰啉溶液，用纯水稀释到50mL刻度，摇匀，静置10分钟。
3.2样品管制备：称取锂离子电池电解液样品1g（准至0.01g）置于50mL洁净的比色管中，加20mL纯水将样品溶解，摇匀，先用盐酸或氨水调PH=2（用pH试纸测），然后加入7.5mL盐酸羟胺溶液，并在80℃水浴中加热10分钟，取出后冷却至室温，再加入HAc-NaAc缓冲溶液10mL及5mL邻菲啰啉溶液，用纯水稀释到50mL刻度，摇匀，静置10分钟。
4 结果判定
将样品管与标准管进行比色，若样品管内所呈现出的红色深于标准管，则说明样品中Fe的含量大于1ppm，否则小于或等于1ppm。
5 注意事项：
5.1电解液易吸收水分，也容易挥发，在称量的过程中要准确并迅速将称量好的电解液转移至50mL比色管中。
5.2测定时，控制溶液酸度在pH=2～9较适宜，酸度过高，反应速度慢，酸度太低，则Fe²⁺水解，影响显色。
5.3在加热过程中要注意将比色管摆放好，可以借用500mL烧杯，防止比色管倒入水浴中。
六、电解液中锂含量的测试方法
1 方法提要
将待测电解液样品用（1+1）HCl加热水解，再用蒸馏水进行稀释，用原子吸收分光光度计标准曲线法计算出待测样品中锂离子的质量浓度，根据算出的锂离子的质量浓度计算出电解液中锂盐的质量分数。
2 仪器与试剂
仪器：分析天平，烧杯，容量瓶，移液管。
试剂：蒸馏水，锂的0.00 ppm，0.25 ppm，0.50 ppm，0.75 ppm,1.00 ppm的标准溶液。
3 分析步骤
3.1作业前的准备：准备好Li的0.00 ppm，0.25 ppm，0.50 ppm，0.75 ppm,1.00 ppm的标准溶液。
3.2样品的准备：在分析天平中称取0.2000g（精确到0.0001g）的电解液于小烧杯中，加（1+1）的HCl 3mL加热溶解2min,再加入2mL的（1+1）HCl的少量的水，冷却定容到250mL，再从中移取10mL溶液定容到100mL。
3.3仪器的准备：打开计算机→打开仪器→进入工作软件→系统复位（每次开机复位一次）→复位完成后点确定→元素选择→条件设置→波长定位→自动能量到100%左右
3.4气体的准备：打开空气阀门，调节输出压力0.2MPa～0.3MPa，再打开乙炔阀，调节压力为0.08～0.1MPa，按下主机乙炔开关，调节乙炔开关使乙炔流量到刻度线，立即点火。
3.5检测：检测顺序为标样空白→标样→样品空白→样品检测。
4 计算：



X－样品中六氟磷酸锂的质量分数；
C－测得样品溶液中锂的浓度，1µg/mL=1mg/L；
M－锂电解液样品重，g；
151.92－六氟磷酸锂的分子量，g/mol；
6.941－锂的分子量，g/mol。
5 注意事项：
5.1使用前检查气路管连接是否完好，乙炔钢瓶压力是否达到要求。当总压力降至0.4MPa时，应禁止使用，否则会使丙酮溢出，影响分析结果和乙炔钢瓶正常使用。
5.2点火前首先检查废液管的密封环是否有水，若无水应注水否则容易造成回火。
5.3每次测试完毕后，应在点火状态下吸蒸馏水5分钟，以清除原子化器中的残留酸，并在关机后用滤纸擦净燃烧头。
5.4每测完一个样品都要对吸管进行清洗。
七、电解液的测试标准
1. 材料名称：电解液
2. 应用类型：动力型、储能型
3. 技术指标：
测试项目		单位	供应商数据	测量仪器	合格范围
1	外观	透明液体，无机械杂质		目测	透明液体，无机械杂质
2	水分	PPM	≤20	微水仪	≤20
3	HF	PPM	≤50	PH计	≤30
4	密度	g/cm³	1.23±0.03	比重计	1.23±0.03
5	电导率	mS/cm	11.0±0.5	电导率仪	11.0±0.5
6	色度	Hazen	≤50	色谱仪	≤50
7	锂盐浓度	%	13.8±0.5	AAS	13.6±0.6
6. 包装：防尘包装、防压、防潮。
7. 符合ROHS指令的含量规定：(铅（Pb＜1000PPM；镉（Cd）＜20PPM；汞（Hg）＜5PPM；六价铬（Cr⁶⁺）＜1000PPM；多溴联苯（PBB）＜1000PPM；多溴二苯醚（PBDE）＜1000PPM）。

来源：新能源在线

电解液材料的测试方法及标准

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