锂电池极片、正极材料、负极材料、隔膜、电解液中水分，金属元素含量、氢氟酸、碱、pH、电导率、氯离子等检测方案(自动电位滴定)

锂电材料碱量的测定 金属含量分析 碱含量分析 酸含量分析 水分测定 pH测定 密度测定 UV/VIS光度计测定 完美替代手工滴定、快速的水分测量 METTLER TOLEDO 简 介 ■ ■ ■ m 测试方法 ■■ ■ ■ ■ ■ ■ 2 电位滴定 六氟磷酸锂中氢氟酸含量的测定-方法1·· ■ 3-5 六氟磷酸锂中氢氟酸含量的测定-方法2·· 6-8 钴酸锂材料中钴含量的测定·· 9-11 镍钴锰三元材料金属总含量的测定·· ■ 12-14 镍钴锰三元材料中锰含量的测定·· ■ ■ 15-17 镍钴锰三元材料中钴及镍含量的测定·· 18-21 锂电材料碱量的测定·· 22-24 磷酸铁锂中全铁含量的测定·· 25-28 锂电材料中的氯离子含量测定·· 29-31 N-甲基吡咯烷酮游离胺含量的测定·· 32-35 KF水分测定 直接法水分测定·· 36 加热炉法水分测定·· 37-38 分光光度计 氯离子含量测定-比浊法·· 39-40 电导测定 锂电池电解液电导率测量·· ■ 41 pH测：定 锂电池正、负极材料pH测量·· 42-43 锂电行业简介 锂电池与我们的生活息息相关，自19世纪90年代锂电池开始商业生产后，由于其使用寿命长，耐高温，充电速度快，容量大，无记忆效应等种种特点，被广泛的应用于手机、相机、笔记本电脑等等各种电子设备。 锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池，包括锂原电池与锂二次电池。锂原电池是不能充电重复使用的，二次电池是可以多次充放电使用的。 锂离子电池在结构上主要有五部分组成：正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线，正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。 锂电池生产过程中涉及到的正极材料，负极材料，电极液，粘合剂材料的检测不仅影响产品质量甚至可能会对消费者的安全产生危害。 本应用会对其生产中涉及到的水分、滴定分析、密度、PH值及电导率等指标做详细的阐述，以期能对您有所帮助。 测试方法 金属含量分析 锂电材料中不管是磷酸铁锂、钴酸锂还是三元的镍钴锰酸锂，其金属含量都是锂电性能的重要指标，属于必检项目。目前大多数三元金属金属含量的测定采用的是ICP的方法，从相关资料来看，ICP测试的对象主要是微量成分，在测三元材料金属含量时，需要将样品稀释万倍甚至十万倍，而每次稀释则带来更大的分析误差。而滴定是解决常量级金属含量测定的首选方法。 氢氟酸测定 氢氟酸是锂电池六氟磷酸锂电解液非常重要的控制指标，是其电解液的质量的衡量标准。六氟磷酸锂在水中会生成氢氟酸，给测定带来困难，本应用针对六氟磷酸锂水解的性质开发了多个测试方法。 碱含量测定 由于生产的要求，需检测电池材料中的氢氧化锂和碳酸锂的含量，样品经水提取后，碳酸锂及氢氧化锂溶解到水中，过滤后采用酸碱滴定的方法一步滴定出两种碱性成分的含量。梅特勒-托利多特制的封闭式滴定台可以很好的避免二氧化碳在滴定过程中的干扰，提高测试准确度。 水分分析 水分是锂电池生产控制中非常重要的指标，其不仅降低电池容量，减少电池的循环使用次数，导致电解液中的锂盐分解，还影响正极材料负极材料的结构稳定性，是电池质量的重要保证。因此锂电池生产中所用的材料试剂的水分含量都极低，首选库仑法卡尔费休水分测定的方法。不同样品性质采用不同的测试方法，能够溶解在库仑法电解液中的样品采用直接测定法，不溶样品采用加热炉的方式，将水分蒸发至滴定杯中测定。 密度测定 锂电池生产中用到的试剂类的液体酥六氟磷酸锂电解液需要测定其密度，来反应其质量情况，梅特勒-托利多数字密度计需要极少的样品就可能完成测定，具有控温准确，测量快速，重复性好等优点。液体中溶质含量的变化会引起其密度变化，因此可以通过绘制溶质的含量-密度曲线，以未知样品的密度反算出其溶质的含量，实现快速测定的目的，其方法操作简单、测量快速。 其他测定 除去上述测定项目之外，锂电池生产过程中还涉及其他一些项目的检测，比如pH和电导率的测定，或者电池材料中的氯化物含量测定，可以通过硝酸银电位滴定法或者紫外分光光度计比色法测定等。 METTLER TOLEDO 六氟磷酸锂中氢氟酸的测定-方法1 六氟磷酸锂材料中会有微量的氢氟酸存在，其含量会影响电池的性能，在冰水条件下，抑制六氟磷酸锂水解，可以用碱直接滴定样品中的氢氟酸含量。或者以无水乙醇为溶剂在无水环境下进行非水酸碱滴定。 样 品 六氟磷酸锂电解液，3-5g 样品制备 物 质 氢氟酸， HF (M=20.01 g/mol) ) 样品：取六氟磷酸锂电解液约3g至放有30mL冰水或无水乙醇的滴定杯中，置电位滴定仪上，用氢氧化钠滴定。 2) 标定：称取0.2g的邻苯二甲酸氢钾基准物至100mL容量瓶中，分取10mL 至滴定杯，加30mL去二氧化碳的水，置电位滴定仪上，标定，计算滴定度。 化学品 除二氧化碳的冰水混合物或者无水乙醇 滴定剂 氢氧化钠NaOH 乙醇溶液 C(NaOH)=0.02mol/L 基准物 邻苯二甲酸氢钾，基准物 KHP (M=204.23 g/mol) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL滴定杯(ME-101974) DV1005 5mL 智能滴定管(51107500) 电 极 DGi111-SC pH电极(51109500) DGi113-SC 非水pH电极(51109502) 备注 化学原理 HF+NaOH→H2O+ NaF 计 算 R(ppm)=Q*C/m C=M[HF]*1000 参考文献 HGT4067-2008六氟磷酸锂和六氟磷酸锂电解液第2部分：六氟磷酸锂电解液 废液处理 无 作 者 安晓松 结果 样品 样品量 g 结果 ppm SD ppm A 2.987 42.2 1.9 2.957 46.0 2.96 44.3 B 3.842 24.9 0.7 3.297 24.3 3.356 25.6 C 5.649 21.5 1.8 4.7019 22.7 5.0096 26.4 5.0989 25.3 4.9684 22.8 4.2112 21.4 4.9677 23.4 4.2398 24.6 METTLER TOLEDO 六氟磷酸锂中氢氟酸的测定-方法2 六氟磷酸锂材料中会有微量的氢氟酸存在，其含量会影响电池的性能。样品充足时，可以直接取大量的电解液 样 品 六氟磷酸锂电解液，40-50g 样品制备 物 质 氢氟酸，HF (M=20.01 g/mol) 1) 样品：取六氟磷酸锂电解液约40g至滴定杯中，置电位滴定仪上，用氢氧化钠直接滴定。滴定间隔用去离子水清洗电极。 2) 标定：称取0.2g的邻苯二甲酸氢钾基准物至100mL容量瓶中，分取10mL 至滴定杯，加30mL去二氧化碳的水，置电位滴定仪上，标定，计算滴定度。 学品 去离子水 滴定批剂 氢氧化钠 NaOH 乙醇溶液C(NaOH)=0.01mol/L 基准牛物 邻苯二甲酸氢钾，基准物KHP (M=204.23 g/mol) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL滴定杯(ME-101974) DV10055mL智能滴定管(51107500) 电 极 DGi113-SC非水介质复合玻璃智能电极(51109502) 备注 化学原理 HF+NaOH→H2O+ NaF 计 算 R(ppm)=Q*C/m C=M[HF]*1000 参考文献 HGT 4067-2008六氟磷酸锂和六氟磷酸锂电解液第2部分：六氟磷酸锂电解液 废液处理 无 作 者 安晓松 样品 样品量g 消耗体积mL 结果 ppm 1# 40.01 3.926 19.6 40.04 4.116 20.6 7| METTLER TOLEDO 碳酸钴材料中钴的测定 样品溶解后，溶液金属离子以 Co?+形式存在， 在 pH10 环境下与 Na2-EDTA络合，加入紫脲酸铵后，溶液颜色由亮黄色转变为粉色或亮紫色，其颜色变化可以由光度电极指示。 样 品 钴酸锂材料，约0.1g 样品制备 物 质 钴， Co (M=58.93 g/mol) 1) 样品：将将样约0.1g于100ml 玻璃滴定杯中，加5mL盐酸(1+1)加热至样品全溶解，继续蒸发使样品浓缩，加20mL水冲洗滴定杯内壁再加入0.2g紫脲酸铵指示剂，置InMotion 自动进样器上，滴定。 2) 标定：称取一定量的金属钴(纯度大于99.99%)加盐酸加热溶解并定容，制成含约1mg/mL的 Co标液。分取一定体积标液，加水30mL 和 10mLpH10的氨-氯化铵缓冲液，再加入0.2g紫脲酸铵指示剂，标定。 化学 品 氨-氯化铵缓冲液， pH10指示剂：紫紫酸铵-硫酸钾，2：98盐酸(1+1) 滴定剂 乙二胺四乙酸二钠 Na2-EDTA C(Na2-EDTA)=0.05mol/L 基准物 钴金属(P>99.99%) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL玻璃滴定杯(12200356)InMotion 自动进样器(30094120) SP280 蠕动泵(30094237) DV1020 20mL 智能滴定管(51107502) 电 极 DP5光度电极电极(51109300)520nm 备注 化学原理 Co2++EDTA2-→C0-EDTA 计 算 R=Q*C/m C=M[Co]*0.1 参考文献 GB/T 23367.1-2009钴酸锂化学分析方法第一部分钴量的测定 废液处理 碱性废液 作 者 安晓松 结果 样品 样品量g 结果 mmol/g 结果% %RSD 1 0.10332 10.183 60.006 0.04 0.09725 10.176 59.965 0.10097 10.181 59.996 2 0.10229 10.177 59.972 0.14 0.09985 10.196 60.086 0.09992 10.169 59.928 3 0.08258 12.490 73.602 0.07 0.08085 12.507 73.705 0.08245 12.501 73.666 4 0.07937 12.517 73.765 0.03 0.08026 12.514 73.747 0.07962 12.522 73.792 曲线 METTLER TOLEDO 镍钴锰三元材料金属总含量的测定 样品溶解后，溶液金属离子以 Mn2+、Co+、Ni2+形式存在，在 pH10 环境下与 Na2-EDTA络合，加入紫脲酸铵后，溶液颜色由亮黄色转变为粉色或亮紫色，其颜色变化可以由光度电极指示，或者以铜离子电电检测样品溶溶离子浓度变化，无需指示剂。 样 品 三元材料或其前驱体，约0.1g 样品制备 物 质 锰， Mn (M=54.94 g/mol) 镍， Ni (M=58.69 g/mol) 钴， Co (M=58.93 g/mol) 金属平均分子量与三元配比有关 1) 样品：称取试样约0.1g于100ml玻璃滴定杯中，加5mL盐酸(1+1)加热至样品全溶解，继续蒸发使样品浓缩，加20mL水冲洗滴定杯内壁，加入10mLpH10缓冲液后再加入0.2g紫脲酸铵指示剂，置 InMotion 自动进样器上，滴定。 2) 标定：称取一定量的金属钴(纯度大于99.99%)加盐酸加热溶解并定容，制成含约1mg/mL的Co标液。泪取一定体积标液，加水30mL 和 10mLpH10的氨-氯化铵缓冲液，再加入0.2g紫脲酸铵指示剂，标定。 化学品 盐酸羟胺溶液，10% 氨-氯化铵缓冲液， pH10 指示剂：紫脲酸铵-硫酸钾，2：98 盐酸(1+1) 滴定定剂 乙二胺四乙酸二钠 Na2-EDTA C(Na2-EDTA)=0.05mol/L 基：准物 钴金属(P>99.99%) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL 玻璃滴定杯(12200356) InMotion 自动进样器(30094120) SP280 蠕动泵(30094237) DV1020 20mL 智能滴定管(51107502) 电 极 DP5光度电极电极(51109300)520nmperfectlONTM 复合 Cu(铜)离子电极(51344812) 著备注 化学原理 M2++EDTA2-→M-EDTA 计 算 R=Q*C/mC=M[均]*0.1 参考文献 YST 1006.1-2014镍钴锰酸锂化学分析方法第一部分：镍钴锰总量的测定 废液处理 碱性废液，有刺激性 作 者 安晓松 结果 样品 样品量g 结果 mmol/g 结果% %RSD 1 0.07967 10.180 58.652 0.11 0.08529 10.160 58.537 0.07876 10.178 58.641 2 1.2690 10.829 62.391 0.09 1.2690 10.818 62.327 1.2690 10.811 62.284 3 0.09413 10.811 62.287 0.08 0.08900 10.825 62.365 0.08815 10.827 62.380 4 0.08258 10.753 61.950 0.12 0.08085 10.748 61.922 0.08245 10.772 62.063 曲线 镍钴锰三元材料中锰含量的测定 样品溶解后，锰在溶液中以Mn2+形式存在，分取溶液到饱和焦磷酸钠溶液中，调节 pH 为 7.0，用高锰酸钾滴定液滴定，反应生成的Mn3+与焦磷酸钠形成稳定的络合物避免被继续氧化或发生自身歧化反应。 样 品 三元材料或其前驱体，约1g 样品制备 物 质 锰， Mn (M=54.94 g/mol) 1) 样品预处理：将试样约1g于100ml容量瓶中，加10mL盐酸(1+1)微热至样品全溶解，继续蒸发使样品浓缩，至近干。加水稀释至刻度，混匀。 2) 标样制备：称取10g电解锰(纯度大于99.95%)于400mL烧杯中，加50mL水和5mL硝酸，放置几分钟直到锰表面变亮。用水洗6次，然后用丙酮洗，在100℃干燥 10min。精密取处理后的锰 0.32g于400mL烧杯中，加20mL盐酸(1+1)，加热至溶液清亮，冷却，移入200ml量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 3) 滴定：分取10ml样品或标准溶容到含35ml饱和焦磷酸钠溶液的滴定杯中，用盐酸溶液或碳酸钠溶液调节pH至7.0，高锰酸钾滴定。 化：学品 饱和焦磷酸钠溶液，120g/L盐酸溶液，1+4/1+1 碳酸钠溶液， 50g/L 滴定剂 高锰酸钾 KMnO4 C(KMnO4)=0.004mol/L C(HCI)=2mol/L 基准物 锰金属(P>99.95%) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 滴定杯ME-101974 InMotion 自动进样器(30094120) Dosing Unit 加液单元(51109030) 电 极 DMi140-SC氧化还原电极(51109520)DGi111-SCpH电极(51109500) 备注 化学原理 4Mn2++MnO4+8H+→5Mn3++4H2O 计 算 R(%)=Q*C/mC=M[Mn]*4 参考文献 GB/T 1506-2002锰矿石锰含量的测定方法一电位滴定法 废液处理 中性无机废液，含重金属 作 者 安晓松 结果 样品 样品量g 结果mmol/g 结果% %RSD 1 1.0235 3.3884 18.62 0.7 1.0032 3.3794 18.57 1.0156 3.426 18.82 2 0.9976 3.3996 18.68 0.6 1.0098 3.4405 18.9 1.0187 3.4118 18.74 3 0.9995 3.1781 17.46 0.7 0.9989 3.2162 17.67 1.0065 3.2217 17.7 4 1.0045 3.027 16.63 0.02 1.0092 3.0273 16.63 1.0043 3.0263 16.63 曲线 镍钴锰三元材料中钴及镍含量的测定 锰测定结束后，滴定溶液内锰以三价锰形式存在，此时溶液中的钴可以被过量的铁氰化钾氧化，过量的铁氰化化继续被钴标液滴定，而三价锰不参与反应。 样 品 三元材料或其前驱体，约1g 样品制备 物 质 钴， Co (M=58.93 g/mol)镍， Ni (M=58.69 g/mol) 1) 柠檬酸铵氨性溶液：取60g氯化铵，120g柠檬酸铵用水溶解，再加入500mL氨水，用水稀释至1L。 2) 空白测定：取30mL 水加入30mL 柠檬酸铵氨性溶液，精确加入10.0mL 铁氰化钾滴定液，用钴标液滴定。 3) 钴标液制备：称取3.5g纯钴(纯度大于99.95%)于400mL烧杯中，加100mL硝酸(1+3)，低热至钴金属完全溶解，冷却至室温，转移至1000mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。 4) 样品测定：锰滴定后的溶液，加入30mL 柠檬酸铵氨性溶液，精确加入10.0mL铁氰化钾滴定液，用钴标液滴定。 化：学品 柠檬酸铵氨性溶液 滴定剂 铁氰化钾 K3Fe(CN)6 C(K3Fe(CN)6)=0.05mol/L钴标液 Co C(Co)=0.06mol/L 基准物 钴金属(P>99.95%) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 滴定杯 ME-101974 Dosing Unit 加液单元(51109030) DV1010 10mL智能滴定管(51107501)2套 电 极 DMi140-SC 氧化还原电极 (51109520) 备注 化学原理 Co2++Fe(CN)6-Co3++Fe(CN)6+ 计 算 R=(B[K3Fe(CN)6]-V)*c*C/m C=M[Co] c： Co标液的浓度 参考文献 HB5220.25-2008高温合金化学分析方法第25部分：铁氰化钾电位滴定法测定钴含量 废液处理 碱性无机废液含氨类，有刺激性。 作 者 安晓松 结果 样品 样品量g Co 含量 Ni 含量 mmol/g % mmol/g % A 1.0552 2.10 12.4 5.47 32.1 1.0552 2.08 12.3 5.50 32.3 B 0.99798 1.95 11.5 5.16 30.3 0.99798 1.89 11.2 5.22 30.6 0.99798 1.92 11.3 5.19 30.4 C 1.01174 2.13 12.5 5.50 32.3 1.01174 2.07 12.2 5.55 32.6 方法 Contentt (R3) 计算 结果 Co 结果单位 mmol/g 公式 R3=(B[K3Fe (CN)6]-V)*c*C/m 常数 C= TITER M M[None] 小数位数 4 Content (R4) 计算 结果 Ni 结果单位 mmol/g 公式 R4=H[NCM]-H[Mn]-R2 常数 C= M M[None] 小数位数 Content (R5) 计算 结果 Nii (Content 结果单位 % 公式 R5=R4*5.893 常数 C= M M[None] 小数位数 METTLER TOLEDO 样品中的碱性物质为氢氧化锂和碳酸锂两种，两种碱性物质用水溶解后，滤除不溶物质，直接用盐酸滴定液滴定，根据两个突越点的体积计算两种物质含量。 样 品 锂电材料，2g 样品制备 物 质 氢氧化锂， LiOH (M=23.94 g/mol， z=1)碳酸锂， Li2CO3(M=73.89 g/mol， z=2) 化学品 除二氧化碳的蒸馏水 滴定剂 盐酸滴定液 HCI C(HCI)=0.1mol/L 基准物 无水碳酸钠(P>99.99%) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL 滴定杯(ME-101974) InMotion 自动进样器(30094120)DV1020 20mL 智能滴定管(51107502) 电 极 DGi111-SC 复合玻璃pH智能电极(51109500) 备注 化学原理 OH-+H+=H2O CO32-+H+=HCO3 HCO3+H+=H2O+ CO2 计 算 R=Q2*M[Li2CO3]/m*0.1 R=(Q1-Q2)*M[LiOH]/m*0.1 参考文献 一 废液处理 酸性废液 作 者 安晓松 结果 样品 样品量g 结果%OH 结果% CO3²- 1 2.5737 0.456 1.271 2 2.3342 0.458 1.27 3 2.0145 0.453 1.272 4 2.1232 0.453 1.271 曲线 METTLER TOLEDO 磷酸铁锂材料中全铁的测定 磷酸铁锂样品用酸溶解后过滤，用三氯化钛将其中的三价铁全部还原成二价铁，再用重铬酸钾氧化二价铁，得 到全铁含量。 样 品 磷酸铁锂 LiFePO4， 0.3-0.5g 样品制备 物 质 铁， Fe(M=55.85g/mol， z=1) 1)样品：取磷酸铁锂材料0.3-0.5g， 加入25ml盐酸溶液加热 5min 溶解样品，趁热过滤，冲洗滤纸至边缘无颜色并收集滤液至滴定杯中，滴加数滴钨酸钠溶液，滴加三氯化钛至溶液颜色由浅黄变为蓝色并过量5滴。放滴定仪上滴定。滴定至第一个等当点后加入混酸，继续滴定至终点。 2)标准液配制：称取4.90g±.20g已在120℃±2℃的烘箱中干燥至恒重的工作基准试剂重铬酸钾，用水溶解并定容至1000ml， 无需标定。浓度变化需要标定时，可使用硫代硫酸钠标准溶液标定。 化学品 盐酸溶液(1+1) 三氯化钛盐酸溶液(1+14) 钨酸钠的5%磷酸溶液(25%) 硫磷混酸溶液(3+3+4) 滴定剂 重铬酸钾 K2Cr2O7 C(1/6 K2Cr2O7)=0.1mol/L 基准物 重铬酸钾，基准物 1/6K2Cr2O7 (M=49.031g/mol) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL 滴定杯(ME-101974) DV1020 20mL 智能滴定管(51107502) 电 极 DGi140-SC复合铂环氧化还原智能电极(51109520) 备注 化学原理 6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++7H2O+6Fe3+ 计 算 R=(Q[2]+QEX)*C/mC=M[Fe]*0.1 参考文献 YS/T 1028.1-2015磷酸铁锂化学分析方法第1部分：总铁量的测定 GB/T 6730.65-2009铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原重铬酸钾滴定法 废液处理 铬离子废液，环境污染 作 者 安晓松 |26 结果 样品 样品量g 结果% 0.3027 32.55 A 0.3091 32.54 0.3009 32.53 0.3023 32.52 B 0.3011 32.52 0.3045 32.54 曲线-第二个突跃点 结果单位 mL 公式 R1=VEQ[2]+VEX 常数 C= M M[None] 小数位数 6 Content(R2) 计算 结果 Content 结果单位 % 公式 R2=(Q[2]+QEX)*C/m 常数C= M*0.1 M M[Fe] 小数位数 6 METTLER TOLEDO 电池材料中的氯离子含量测定 对于低含量的含氯样品，直接测定的误差较大，故采用加标法测定，简单方便而且突越明显。样品溶解后加入一定体积氯化钠标准溶液，测得总氯含量，同时用空白校正。 样 品 碳酸锂、碳酸钴等，2g 样品制备 物 质 氯，CI(M=35.45g/mol， z=1) 1) 加标法：取取酸钴材料1-2g，加入10mL硝酸溶解样品，加入10ml氯化钠溶液，再加入20mL去离子水，混匀后滴定。 2) 空白测定：取10ml硝酸溶液，加入10ml氯化钠溶液，再加入20mL去离子水，混匀后滴定。 3) 标定：移取6-8ml氯化钠标准液，加入40ml去离子水和1ml硝酸溶液，标定硝酸银滴定液。 化：学品 硝酸溶液(1+2) 氯化钠溶液， 20mg/100ml 滴定剂 硝酸银 AgNO3 C(AgNO3)=0.005mol/L 基准物 氯化钠标准液，基准物配置C(NaCI)=0.01mol/L 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 100mL 玻璃滴定杯(12200356) DV1010 10mL 智能滴定管(51107501) 电 极 DGi141-SC 复合银环智能电极(51109530) 备注 化学原理 CI-+Ag→AgCl↓ 计 算 R(ppm)=(Q-B[NaCI])*C/mC=M[CI]*1000 参考文献 GB/T 11064.10-2013碳酸锂、单水氢氧化锂、氯化锂化学分析方法第3部分：氯化锂量的测定电位滴定法 废液处理 银离子废液，环境污染 作 者 安晓松 结果 样品 样品量 g 结果% A 1.4232 29.5ppm 1.2908 30.0ppm 1.5614 31.9ppm B 0.396 244.2ppm 0.4847 237.7ppm 0.3991 235.4ppm 曲线 METTLER TOLEDO N-甲基吡咯烷酮游离胺含量的测定 N-甲基吡咯烷酮(NMP)一般由甲胺水溶液和丁内酯在特定条件下反应获得，合成后脱去剩剩余的甲胺等杂质，得到NMP的纯品，剩余游离胺的含量约 30-50ppm， 不管是作为配料的溶剂还是涂布阶段的液体载体，在在锂行行都有很重要的比重，因此锂电行业对 NMP的要求也极高，游离胺的含量可能低至 10ppm 以下。 样 品 NMP， 约50g 样品制备 物 质 甲胺， CH3NH2 (M=31.06 g/mol) 1)标样滴定：称取 50gNMP 样品至滴定杯中，置滴定台上直接滴定。 2))空空白测定：无需扣除空白。 3)材标定：依GB601称取适量干燥后的碳酸钠配置成 0.015mol/L 的溶液，精密移取10mL 进行标定。 化学品 异丙醇去离子水 滴定剂 盐酸 HCI C(HCI)=0.02mol/L 基准物 干燥后的基准碳酸钠( P>99.95%) 仪 器 T5电位滴定仪(30252672) 附 件 滴定杯 ME-101974 DV1010(51107501) 电 极 DGi116-Solvent 非水介质 pH 复合玻璃智能电极(51109505) 备注 化学原理 H++-NH2→-NH3+ 1)本应用为非水体系下的酸碱滴定，无需扣除空白，无需指示剂。部分测试方法中采用异丙醇稀释的方法，取50gNMP并加入50mL 异丙醇进行滴定，也可以通过此配置进行。加异丙醇的方法比本法检测结果多约 0.5ppm，与异丙醇的空白有关。 2)NMP 直接测定加入指示剂变色点与在异丙醇提示中可能会有差别。 计 算 R=Q*C/m %时： C=M[CH3NH2]*0.1 Ppm 时： C=M[CH3NH2]*1000 参考文献 废液处理 中性有机废液 作 者 安晓松 结果 样品 样品量 g 消耗体积mL 结果ppm SDppm 1 50.09 0.0620 1.38 0.1 50.12 0.06831 1.52 曲线 E-V Titration (EQP)[1] 11.09 6.18 0.00 mL 0.26 E-V& dE/dV -VTitration (EQP)[1] 11.09 0.10 五 -53.96 6.18 0.00 mL 0.26 0.00 mL 0.26 方法 METTLER TOLEDO 直接水分测定 水分是锂电池生产控制中非常重要的指标，水的存在不仅仅降低电池容量，减少电池的循环使用次数，导致电解液中锂盐分解(六氟磷酸酸分解成 HF)，还影响正极材料负极材料的结构稳定性，对铝集流体进行腐蚀等。对于电解液、溶剂等液体样品，六氟磷酸锂等可以溶解的固体样品可以通过直接测定法测得水分含量。 样品 样品量g 1# 2# 3# LiPF6电解液1 3-5g_ 0.77 0.81 0.76 LiPF6电解液2 1-2g_ 633 636 630 NMP 2-3g 2) 对不能在甲醇中溶解的样品，可以在样品测试开始前，向滴定杯中加入小于50%的助溶试剂，如甲苯、氯仿等，待仪器平衡结束后再测定样品。 3) 对含醛基或羰基的样品，推荐使用醛酮测试专用试剂。 4) 对六磷酸锂之类含水量极低且容易吸湿变质的样品，需要在手套箱中操作，推荐手套箱湿度<1%，或者控制环境露点-40℃以下。避免样品因吸潮变质或者得到异常的结果。 154 148 149 试 剂 库仑法卡尔费休试剂 基准物 1.0mg/g标准水 仪 器 Cx库仑法水卡尔费休水分仪 附 件 溶剂管理器 Solvent Manager (51105652) 发生器 有隔膜电极(51108751) 测量电极 DG143-SC 双铂针电极 (51107699) 仪器 化学原理 H2O+l2+SO2+ROH+3RN"十((RNH)SO4R+2RN·HI 计 算 R1(ppm)=(ICEQ/10.712-TIME*DRIFT)/(C*m)C=1 参考文献 GB/T 19282-2014六氟磷酸锂产品分析方法GB/T 6283-2008化工产品中水分含量的测定卡尔.费休法(通用方法) 废液处理 有机废液，有刺激性。 作 者 安晓松 相关数据 加热炉法水分测定 水分是锂电池生产控制中非常重要的指标，水的存在不仅仅降低电池容量，减少电池的循环使用次数，导致电解液中锂盐分解(六氟磷酸锂分解成 HF)， 还影响正极材料负极材料的结构稳定性，对铝集流体进行腐蚀等。对于正极材料、负极材料，隔膜等无法溶解的固体样品，可以通过加热炉方式测定其水分含量。 样 品 正极材料，正负极片，电池隔膜等 样品及注意事项 物 质 水， H2O(M= 18 g/mol， z=1) 试 剂 库仑法卡尔费休试剂 基准物 1.0mg/g 标准水 仪 器 C30S 库仑法水卡尔费休水分仪InMotionKF 加热炉自动进样器 附 件 溶剂管理器 Solvent Manager (51105652) 发生器 有隔膜电极(51108751) 测量电极 DG143-SC双铂针电极(51107699) 化学原理 H2O+l2+SO2+ROH+3RN→(RNH)SO4R+2RN·HI 计 算 R1(ppm)=(ICEQ[2]/10.712-C)/m C=TIME[2]*DRIFT+B[BLANK IMKF Coul] METTLER TOLEDO T[C] METTLER TOLEDO 氯离子含量的测定-浊度法 在硝酸介质中，氯离子与银离子生成难溶的氯化银。在一定时间内氯化银呈悬浮体，其含量与其浊度成正比，于分光光度计波长420nm 处测量其吸光度，求得氯含量。 样 品 碳酸锂、氢氧化锂，2-5g (折合0.05-0.5mg氯) 仪器设备 UV5、UV7、UV Nano、UV5 Bio 附 件 50mm 比色皿(30258739)支架底座(30236315) 长光程比色皿座(30154738) 容量瓶等玻璃器皿 试 剂 硝酸(1+1)、(9+16) 硝酸银 0.1mol/L 氢氧化钠 100g/L 对硝基酚酚示剂 1g/L 氯标准溶液 储备液：称取基准氯化钠 1.66484g， 至1000ml 容量瓶中用去离子水定容并混匀。标准液A：取25.00mL 储备液用去离子水稀释至250mL。 标准液B：取25.00mL标准液A用去离子水稀释至250mL。 移取标准液B0、1、2、3、4、5mL分别至一组25ml容量瓶中，加水稀释至约10ml，加1滴对硝基酚指示剂，用氢氧化钠调至黄色再用硝酸(9+16)调至无色并过量2ml， 加入 1ml硝酸银溶液，以水定容至刻度，摇匀，放置15分钟。 样品制备 取适量样品至200ml烧杯中，加少量水和1滴对硝基酚指示剂，滴加硝酸(1+1)至完全分解(黄色消失)，加热煮沸，冷却，转移至100ml容量瓶中。分取10ml至25ml 容量瓶中，用氢氧化钠调至黄色再用硝酸(9+16)调至无色并过量2ml， 加入1ml硝酸银溶液，以水定容至刻度，摇匀，放置15分钟。 测 定 1.将部分氯标准溶液转移至比色皿中，以第1份溶液(0ml)为空白，于分光光度计420nm处分别测量其吸光度，以氯量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制线性工作曲线。2.将样品转移至比色皿中，以第1份溶液(0ml)为空白，于分光光度计 420nm处分别测量其吸光度，带入工作曲线中计算出其溶液氯含量，由稀释倍数计算出样品品的含量。3.氯化银沉淀会慢慢沉降，因此转移前应充分混匀后转移到比色皿，并迅速测定，以免因为氯化银沉降造成结果偏大。 结 果 样品量 吸光度A CI 含量 ppm 标准偏差 扩展附件 2.0137 0.05845 38.9 1.1 方法设置 标题 方法类型 定量 配置 多次测定 是 多个样品测定 可变样品数 自动进样 无 光程 5.0cm 测量时长 5s 标样 标样数量 5 浓度 标样1 10pg 标样2 20pg 标样3 30pg 标样4 40pg 标样5 50pg 校准 标准曲线数量 1 波长1 420nm 背景校正1 无 拟合类型1 线性拟合 样品 稀释倍数 10 计算 单位 公式 CON1 小数点位数 3 40.5 参考 GB/T 11064.10-2013碳酸锂、单水氢氧化锂、氯化锂化学分析方法第10部分：氯量的测定氯化银浊度法 0.03869 20.1 1.4 备注 0.04075 22.1 3# 2.0080 0.04853 29.5 0.8 0.04975 30.7 4# 2.0097 0.04674 27.8 1.3 0.04865 29.6 METTLER TOLEDO 锂电池电解液电导率测量 锂电池电解液多为六氟磷酸锂，其电导率测量方法按照《HG/T 4067-2015六氟磷酸锂电角液》执行。 样 品 仪 器 S470 多参数测试仪(P/N 30041175) 电 极 Inlab 710(P/N 51302256) 试 剂 1413us/cm 电导率标准液(P/N 51350092) 安 装 按照仪表及电极使用指南安装仪表及电极 电极校准 使用1413us/cm 标准缓冲液进行校准，电极常数应在0.80±20%范围内。若若差较大，应清洁、维护或更换电极。 样品测定 称取100mL样品，置于25±0.5℃恒温水浴中，测量电导率值 备 注 在研发实验室中，为了保证汽车可在严寒地区正常运行，需要确保电解液在低温环境下的适用性，通常在-20℃或-40℃下测试电导率，经测试， Inlab 710电极可以耐受低温环境，该电极为玻璃材质，使用4环铂金电导池，适合于测量高电导率溶液。 METTLER TOLEDO 锂电池正、负极材料pH测量 锂电池正正材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂，其 pH测量方法按照《GB/T 1717-1986颜料水悬浮液 pH值的测定》执行，要求 pH计测量到0.1单位，并用缓冲液进行校正。锂电池负极材料主要为石墨类，其 pH测量方法按照《GB/T 24533-2009锂离子电池石墨类负极材料》执行，要求 pH 计测量范围0-14，精度0.02， 进行两点校准，测量缓冲液误差不大于0.1pH。 样 品 钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、石墨等 仪 器 S470 多参数测试仪(P/N 30041175) 电 极 Inlab Science Pro-ISM(P/N 51344072) 附 件 电极线缆 (P/N30281896) 试 剂 pH标准缓冲液4.017.00 9.21(P/N 30095312) 去离子水 无水乙醇 2.1 4.01 DH 7.00 pH 9.21 安 装 按照仪表及电极使用指南安装仪表及电极 样品制备 正极材料： 1. 在50mL玻璃容器中，用蒸馏水制作10%(m/m)悬浮液2.加入不超过 5mL无水乙醇作为润湿剂，用蒸馏水制作10%(m/m)悬浮液负极材料： 称取5.00g样品，加50mL水，煮沸5min，过滤，定容到50mL 电极校准 使用4.01，7.00，9.21pH标准缓冲液进行三点校准，电极斜率应该在95%-105%，零点漂移0±20mV。若偏差较大，应清洁、维护或更换电极。 |42 正极材料 标准号 pH要求 钴酸锂 GB/T 20252-2014 pH不大于11.5 锰酸锂 YS/T 677-2008 pH应在8.5~11.0 镍钴锰酸锂 YS/T 798-2012 pH不大于10.0~12.5 梅特勒-托利多 METTLER TOLEDO 实验室/过程分析/产品检测设备 地址：上海市桂平路589号 邮编：200233 电话：021-64850435 传真：021-64853351 E-mail： ad@mt.com 工业/商业衡器及系统 地址：江苏省常州市新北区太湖西路111号 邮编：213125 电话：0519-86642040 传真：0519-86641991 E-mail： ad@mt.com www.mt.com 访问网站，获得更多信息 欢迎添加实验室微信号 欢迎添加工业微信号 欢迎添加过程分析微信号 欢迎添加零售业微信号 21口 微信号： MT-LAB 微信号： MT-IND 微信号： MT-PAT 微信号： MT-RET 梅特勒-托利多始终致力于其产品功能的改进工作。 ontact 基于该原因，产品的技术规格亦会受到更改。 customer center 14001 如遇上述情况，恕不另行通知。 客户互动中心 Printed in P.R. China 4008-878-788 MEETTLER TOLEDO锂电行业应用手册 EETTLER TOLEDO 锂离子电池在结构上主要有五部分组成：正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线，正极包括由钴酸锂（或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等）及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液 。锂电池生产过程中涉及到的正极材料，负极材料，电极液，粘合剂材料的检测不仅影响产品质量甚至可能会对消费者的安全产生危害。本应用会对其生产中涉及到的水分、 滴定分析、密度、 PH 值及电导率等指标做详细的阐述，以期能对您有所帮助。