对于非水相体系的锂电池材料而言,水分是一个关键指标,因为它不仅会对材料的稳定性有影响,而且可能引起一系列有害的反应。
本期小编给您介绍以下相关内容:
1、锂电池的组成与材料含水量标准
2、正极材料、负极材料、隔膜材料的水分测定
3、卡式炉法测定过程
4、主要测量参数
5、注意事项
一、锂电池的组成与材料含水量标准
锂电池一般由如下几种材料构成:


由于锂电体系有非常多的组成方式,而且各家的具体材料详细组成在文献中一般不予公开。这就提高了水分测量的难度。
一般情况下,都最终需要确保材料的含水量低于相关标准的要求。在相关国标或行业规范中,对锂电材料含水量有如下的要求:
| 分类 | 相关材料 | 水分要求(ppm)≤ | |
| 正极材料 | GB/T 30835-2014 | 锂离子电池用炭复合磷酸铁 | 1000 |
| GB/T 20252-2014 | 锂正极材料 | 500 | |
| YS/T 677-2016 | 钴酸锂 | 500 | |
| YS/T 798-2012 | 锰酸锂 | 500 | |
| YS/T 1027-2015 | 镍钴锰酸锂 | 2000 | |
| YS T 1125-2016 | 磷酸铁锂 | 500 | |
| 负极材料 | GB/T 24533-2019 | 镍钴铝酸锂 | 2000 |
| 电解质 | 锂离子电池行业规范条件 | 20 | |
二、正极材料、负极材料、隔膜材料的水分测定
1、材料特征
正负极材料
(1)在工艺中,水分含量对电池制浆影响很大,影响正极浆料的粘结。
(2)正极材料的水分含量与其颗粒物的比表面、颗粒大小及分布、表面孔隙度、表面包覆物种类、含量等都密切相关。
(3)一般都属于易吸水材料。
隔膜材料
目前还没有统一的技术标准,但各家企业有自身的品控标准。
2、测试方法
(1)材料的测量分为材料的监控和成品材料测量,二者所用的方法和要求基本相同。
(2)待测材料以固体或半固体的形式存在。由于样品难溶解,不适合直接进样。
(3)一般采用卡式炉+卡式库仑法的方式,由于电极材料形式种类比较多,测量的样本通量比较大,大部分用户采用自动卡式炉+卡式库仑法。
3、适用设备



三、卡式炉法测定过程
1. 样品在现场或干燥环境中(手套箱),被取样和密封到样品瓶中。
(1)取样的多少取决于待测样品的含水量,对于电池极材,一般范围从0.3克~1.5克左右。
(2)取样的样品的重量,需要天平称重。

2. 样品被密封到样品瓶后,即可用于测量。卡式炉的原理如下图:

3、样品瓶置于加热炉上,炉温为重要的测量参数,由实验优化获得,一般在150°C~200°C。
4、载气通过干燥的分子筛后,其水分被吸收,干燥后的载气通过取样针的内导管进入样品瓶内,将因高温而从样品中释放的水分带入卡式水分测量杯中测量。
四、主要测量参数
五、测定过程


六、注意事项

转载自瑞士万通微服务