【锂电池】锂电池四个常见问题

1.锂电池原料水分检验工作中选择什么仪器好

锂电池与我们生活息息相关，扮演着不可或缺的角色。比如我们每天不离手的手机以及笔记本电脑，家用电器等。作为交通工具的飞机、混合动力车、电动车等对锂离子电池的需求也显著增加。在锂离子电池的制造过程中，有很多东西是必须严格控制的，一是粉尘，二是金属颗粒，三是水分。

二、水分对锂电池的影响及市场现状

2.1水分会对锂离子电池造成哪些不良影响？

主要表现为电池容量小，放电时间变短，内阻增大，循环容量衰减，电池膨胀等现象，因此在锂离子电池的制作过程中，必须要严格控制环境的湿度和正负极材料、隔膜、电解液的含水量。

2.2锂离子电池水分控制方法检测现状？

目前市场上水分含量测定的技术方法常用的是加热失重法和卡尔费休法，由于锂电池行业所测样品含水量极低，样品状态不同，如石墨，隔膜，电极，电解液等，化学卡尔费修方法耗材量大，试剂很难与样品产生化学反应，试剂对使用人员身体伤害大，因此企业都会选用加热失重法水分测定仪10PPM精度来测试样品。

三、分析与方法

3.1仪器

CS-115电池专用款快速水分检测仪

3.2技术参数及特点

特点

●专业水份测定，从开始到结束提供快的速度

●超大彩色触摸屏，明亮且易于阅览显示屏

●先进的卤素环形灯技术是确保快速加热和温度控制的关键，终结果在短的时间内发布

●独特的测试物质，验证环形灯总体性能，适用快速加热并迅速获得结果操作简单，只需轻触屏幕点击测试即可

●坚固结构，适用于车间，实验室，野外等地测试

●智能功能，实现有据可查的性能

1.1微型打印机一台

1.2电脑连接软件一套

3.3锂离子电池水分测定试验方法

CS-115电池原料水分分析仪液晶触摸屏显示操作采用率的烘干加热器-高品质的环状灯管，对样品进行快速、均匀的加热，样品的水份持续不断的被烘干。整个测量过程，仪器全自动的实时显示测量结果样品重量、含水量、测定时间、加热温度等；应用了国际烘箱干燥法试验方法，测定结果与烘箱法水分测定具有良好的一致性，工作效率却远远高于烘箱法水分测定，一般样品只需要几分钟即可测量完毕，因此受到广大用户的青睐与好评。

3.4锂离子电池水分测定方法

1、把仪器放在平面的试验台上，掀开加热筒，放上配件（三脚架、托架、样品盘），开机仪器自动预热

2、仪器进行校准，校准的方法放入20克砝码，点击屏幕上的“校准”按键即可

3、取样品均匀地放在称量盘上合上加热筒，接着按“开始测试”键，加热灯亮，仪器进行测试；

4、测定过程中，屏幕上实时显示相关的数据（水分、干重、取样量、时间、温度等）

5、测定结束仪器自动停止并锁定水分值及相关数据，记录数据后清理样品盘内干重（备注配有打印机时点击屏幕打印功能直接打印相关的数据）

2.锂电池正极材料水分测定器技术指标 　　深圳冠亚水分仪科技是中国一家科研型研发型机构，注册资金伍仟万，专业从事快速水分测定仪、水分活度仪、密度计的生产应用研究。深圳冠亚水分仪科技公司的研发中心研发的《冠亚牌》CS型快速水分仪，采用采用干燥失重法试验方法，在短时、快速的测试出物质的含水率，目前广泛运用到塑胶、高分子、化工、食品、医药、食品工业、环保、水产品、粮食贸易、建筑等各行业的生产、加工、品控等各个环节，同时被广泛运用到国内各大专院校、科研机构、质检单位、医药等各行业的实验室科研分析。深圳冠亚水分仪科技有限研发的快速法水分仪以无需任何化学试剂、操作简单、测试数据准确等特点，有助于科研、实验、生产和工艺技术对水分快速的分析，提高生产效率和产品质量。　　锂电池正极材料水分测定器技术指标　　1、称重范围0-120g　　2、水分测定范围0.01%-100%　　测试空间为5cm(特殊样品可定制)　　3、操作模式七寸液晶触摸屏　　4、水分值分辨率0.01%　　5、样品质量0 -120g　　6、★加热温度范围当前环境温度-215.0℃　　温度误差±0.5℃　　温度分辨率:0.1℃(冠亚先进的温控技术)　　7、加热源冠亚水分仪特制环形加热源　　8、水分含量可读性0.01%.　　9、★显示彩色7寸液晶触摸屏　　10、温度窗口实时显示当下环境温度　　环境温度显示误差±0.5℃　　11、★显示参数八种 水分值(%)，干重(%)，当前温度(℃)，设定温度(℃),　　当前重量(g),初始重量(g),测试时间(S),判别时间(S)　　12、双重通讯接口RS 232(打印)；USB(计算机)(可选配件)　　13、操作模式全屏幕触控式(中文、英文都有)　　14、屏幕分辨率800x480　　产品资质　　●“SFY”水分仪外观产权号2005301013706　　●“SFY”商标证书编号8931081号　　●“冠亚水分仪”商标证书编号18343058号　　● 水分仪外观设计产权ZL201530405953.1　　● 红外水分仪外观产权ZL201530405831.2　　● 通过ISO 9001:2015质量管理体系认证　　● 通过ISO 1400:2015环境管理体系认证　　● 水分仪计算机软件著作权登记证号2017SR573542　　锂电池正极材料水分测定器特点　　●体积小，重量轻，结构简单。　　●精度高，采用进口传感器确保称重精度准确度　　●不受环境，湿度影响，无需辅助设备　　●操作简单，无需安装调试培训　　●效率高、速度快，整体操作不超过10分钟　　●全新款七寸液晶触摸屏操作，数据查阅方便。　　●标配RS232通讯接口-方便连接打印机、电脑和其他外围设备、符合FDA/HACCP格式要求　　●冠亚特制加热光源可直接从物质内部加热，大大缩短了烘干时间，而且还具有加热均匀、清洁、效率高、节约能源。　　●产品，产品质量有保障　　●可选配件(另售)　　微型打印机一台 2.电脑连接功能 3.锂电池阻抗如何模拟锂离子电池中的阻抗 锂电池阻抗是一种广泛应用于电分析领域的技术，其作用是研究电化学系统中的谐波响应。在电池中，它会在两个电极之间电势差的基础之上施加一个小的正弦振荡，并根据阻抗以频域分析得到的电流结果。通常情况下，该扰动应用于开路电压。锂电池阻抗如何模拟锂离子电池中的阻抗发生在锂离子电池内的多个过程展现出了瞬态响应，可以在频域中探测到。下图中的标准锂离子电池由两个多孔电极构成，并且两电极之间带有多孔隔膜，我们可以对以下过程进行解释活性电极材料表面的电荷转移反应。活性电极材料表面的电荷转移反应。电解质中的质量传递（扩散和迁移）。活性电极材料颗粒内的锂扩散。活性电极材料、电导体和其他表面上双电层电荷的变化。导电材料之间的接触阻抗。锂电池阻抗接口能够轻易地解释这些现象，软件在电解质中建立了电荷平衡和质量平衡。在活性材料颗粒中，求解了质量平衡。举例来说，电荷转移反应可以利用动力学进行模拟。在所有固相材料的表面，可引入双电层电流和膜阻。接口中的所有方程均基于瞬态描述。含有高活性化学物质，燃烧的锂离子电池释放的能量大约是与其相同体积汽油的三分之一，所有这些都是由化学反应产生的。 4.锂电池导电胶液的分散解决方案

锂电池作为一种新兴能源储备介质，其凭借绿色无污染以及可以循环使用等性能正受到人们的高度关注。锂离子电池的制备工艺十分严格，一般的生产厂家均采用以下步骤合浆、涂膜、烘干、辊压、分切、组装等。在锂离子电池制作过程中，zui初的电池浆料的质量将影响后序所制备电池的质量及其产品的性能。

锂离子电池浆料是由活性物质（正负极材料）、导电胶液（黏结剂、导电剂）等，通过搅拌的方式均匀分散制备而成的。为了追求更优异的电化学性能，电池行业对电极浆料的粒径要求更高，而导电胶液的粒径尤为关键。导电胶液的首要作用是提高电子电导率。导电胶液在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用以减小电极的接触电阻，提高锂电池中电子的迁移速率，降低电池极化。导电胶液的粒径、形态和微观结构是影响导电性能的重要因素。

目前传统的导电胶液的制备都是在双行星搅拌机中完成的。尽管目前在电池生产技术上已日趋成熟，但得到的产品常会出现混合分散不均匀、导电粉体颗粒与黏结剂接触不均匀、易分层和发生硬性沉淀等一系列问题。

案例微射流高压纳米均质机分散导电胶液

1.案例描述国内知名的锂电池公司的导电胶液样品，在采用行星式搅拌分散后，粒径D90数值为6mm，达不到所需的zui佳粒径分布要求。所以寻求全新的研磨分散方式。

2.应用解决方案微射流高压纳米均质机

由于该设备的高压喷射试验方法能够在短时间内产生巨大的剪切力，碰撞力，气穴力，从而将大量能量集中作用于物料，使物料的成分以完全的均质的状态存在，能够大幅提升效率。

3. 导电胶液（碳纳米管+SP+PVDF）均质实验过程

将导电胶液搅拌0.5小时，随后放入高压纳米均质机处理5次，见下图所示。

4. 实验结果

粒度	均质分散前（红色）	均质分散5次后（蓝色）
D10 (mm)	0.079	0.034
D50 (mm)	1.189	0.063
D90 (mm)	6.097	1.504

用激光粒度仪测量均质前后导电胶液的粒径分布情况。从上图看出，经过5个循环分散后，导电胶液的粒度有明显的下降。其中，D90数值从6.097mm下降到了1.504mm。说明内部的团聚被大幅打开。

使用Fungilab V-Pad L型粘度计进行粘度测试，测试条件L3转子，转速12r/min。测试结果均质前，导电胶液的粘度为1200cp。均质机处理5次后，粘度降至828cp。

将均质处理后的导电胶液和钴酸锂混合搅拌成浆料。经测试，浆料的粘度有所降低，更能满足涂布所需的粒度要求，有利于提升主材的固含量。稳定性也比之前更好一些，大大降低成本，提高产品质量。

结论

通过上述实验可以证明采用微射流高压纳米均质机能有效解决客户关于导电胶液分散的需求。此外，由于实验室型与生产型设备都采用相同的分散单元，并能使用相同的参数。所以无须担心放大生产后，分散品质的继承性问题，这对于产品的扩大化生产有重要的意义。

人和科学仪器4008-200-117www.renhe。。ｎｅｔ详细资料欢迎吴info@renhesci.com