瑞士萬通卡式水分儀在鋰電池中水分的測定-華普通用
眾所周知，鋰電池內(nèi)部必須要求完全無水（水含量低于20mg/kg）的環(huán)境，因為水會與導(dǎo)電鹽（如，六氟磷酸鋰）反應(yīng)生成氫氟酸，導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生腐蝕。因此，必須嚴(yán)格控制電池內(nèi)部正極、負(fù)極、隔膜及電解液各部分的水分含量。
典型的正極材料為鋰鹽，負(fù)極材料為炭黑和石墨，正極和負(fù)極材料與粘合劑混合后以漿液的形式涂覆在金屬箔上形成極片。正極極片、隔膜和負(fù)極極片通常纏繞或堆疊在一起，隔膜可避免正極和負(fù)極間的接觸，電解液（一般為無水的非質(zhì)子溶劑和鋰鹽的混合物）則建立起了正極和負(fù)極間的導(dǎo)電性。
鋰電池使用的這幾種材料的含水量均可通過卡爾費休庫侖滴定法進(jìn)行可靠而準(zhǔn)確的測定。本期主要介紹電解液中水分測定的相關(guān)內(nèi)容。
電解液&溶劑——卡爾費休庫侖滴定法
大多數(shù)電解液溶劑為極性非質(zhì)子溶劑，此類溶劑由于容易形成氫鍵，使用卡氏加熱爐萃取水分一般較為緩慢。因此，針對此類溶劑，如不與卡爾費休劑發(fā)生副反應(yīng)，則建議直接進(jìn)行滴定。
— 儀器
· 磁力攪拌器
— 電極
· 庫侖法雙鉑針指示電極 6.0341.100
· 有隔膜發(fā)生電極 6.0344.100
— 試劑
· 適用于有隔膜發(fā)生電極的陽極液和陰極液
— 標(biāo)準(zhǔn)品
· 適用于卡爾費休庫侖滴定法的水標(biāo)
— 準(zhǔn)備工作
· 樣品
無需樣品制備
· 儀器
在庫侖滴定池中填充約100 mL的陽極液，并在發(fā)生電極中填充5 mL陰極液。然后等待滴定池平衡。
— 分析過程
— 儀器參數(shù)
— 計算
含水量（ppm）= mEP1/mS
mEP1：滴定結(jié)束時測定的水量（μg）
mS：樣品質(zhì)量（g）
— 滴定曲線
（見右圖）
注意事項
1. 對于特殊溶劑——碳酸亞乙烯酯中水分的測定，需使用酮類樣品專用陽極液，并搭配10g苯甲酸。由于適宜的pH范圍和無甲醇系統(tǒng)中的操作對于該應(yīng)用的成功至關(guān)重要，因此必須使用無甲醇溶劑清洗滴定池。
2. 設(shè)置的停止相對漂移值不能高于5μg/min，如果對結(jié)果準(zhǔn)確性要求較高或樣品含水量較低，可以設(shè)置的更低（如，2μg/min）。
3. 電解液一般容易吸水，在空氣中暴露的時間越長，吸水越多，因此應(yīng)盡量縮短樣品在空氣中暴露的時間。
4. 如果每次進(jìn)樣量較大，則需經(jīng)常更換陽極液，以保證理想的試劑比例。如，進(jìn)樣量為5-10g時，約每測定10次樣品則需更換一次溶劑。
5. 庫侖法卡爾費休試劑的水容量是有限的，其容量相當(dāng)于試劑中二氧化硫的量。當(dāng)試劑中二氧化硫濃度降低時（低于初始濃度的一半），會導(dǎo)致滴定時間延長，此時應(yīng)徹底更換試劑。