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一、背景與意義
在新能源領(lǐng)域,固態(tài)電池憑借其高安全性、高能量密度等優(yōu)勢(shì),正逐漸成為電池技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。硫化物固態(tài)電解質(zhì)作為全固態(tài)鋰電池的關(guān)鍵材料之一,其離子電導(dǎo)率高、加工性能優(yōu)良,備受行業(yè)關(guān)注。然而,硫化物電解質(zhì)對(duì)水分極為敏感,水分的存在會(huì)嚴(yán)重影響其電化學(xué)性能和電池的使用壽命。因此,準(zhǔn)確測(cè)定硫化物電解質(zhì)中的水分含量,對(duì)于保障固態(tài)電池的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。
二、解決方案概述
本解決方案采用一體機(jī)AKF-CH6,通過(guò)卡爾費(fèi)休庫(kù)侖法測(cè)定硫化物電解質(zhì)中的水分含量。該方法具有高靈敏度、高精度和良好的重復(fù)性,能夠滿足硫化物電解質(zhì)水分含量測(cè)定的需求。
三、儀器與試劑配置
儀器配置
1. AKF-CH6卡氏水分測(cè)定儀:具備卡爾費(fèi)休反應(yīng)和極化電流功能,能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的水分測(cè)定。
2. 全封閉安全滴定池組件:確保滴定過(guò)程的安全性和準(zhǔn)確性,防止試劑揮發(fā)和外界水分干擾。
3. 雙鉑針電極:用于檢測(cè)滴定過(guò)程中的電流變化,保證測(cè)定結(jié)果的可靠性。
4. 隔膜電解電極:提高電解效率,確保電解過(guò)程的穩(wěn)定性。
試劑配置
滴定劑:卡爾費(fèi)休庫(kù)侖法試劑,具有強(qiáng)氧化性和高反應(yīng)活性,能夠與樣品中的水分發(fā)生快速反應(yīng)。
四、測(cè)定方法
測(cè)定步驟
1. 儀器準(zhǔn)備:開啟AKF-CH6卡氏水分測(cè)定儀,向滴定池中加入適量卡爾費(fèi)休試劑,確保試劑在兩刻度之間。
2. 參數(shù)設(shè)置:選擇電池材料測(cè)試方法,設(shè)定加熱溫度為120℃,載氣流量為25mL/min。
3. 電解平衡:等待儀器達(dá)到電解平衡狀態(tài),以確保測(cè)定過(guò)程的穩(wěn)定性。
4. 樣品測(cè)定:稱取適量硫化物電解質(zhì)樣品(如0.2280g、0.2197g、0.2130g),放入進(jìn)樣瓶中,然后將進(jìn)樣瓶放到加熱槽中。先點(diǎn)擊開始測(cè)量,再點(diǎn)擊穿刺按鈕,輸入相關(guān)參數(shù),等待測(cè)量結(jié)果。
測(cè)定參數(shù)
· 通氣流量:25mL/min
· 加熱溫度:120℃
· 電解檔位:自動(dòng)
· 攪拌速度:5
· 空白值:292ug
五、測(cè)試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析
測(cè)試數(shù)據(jù)
· 環(huán)境溫度:25℃
· 環(huán)境濕度:33%
· 測(cè)試時(shí)間:10min
· 測(cè)試結(jié)果:
· 序號(hào)1:樣品量0.2280g,水質(zhì)量406.25ug,測(cè)試結(jié)果501.1ppm
· 序號(hào)2:樣品量0.2197g,水質(zhì)量411.06ug,測(cè)試結(jié)果541.9ppm
· 序號(hào)3:樣品量0.2130g,水質(zhì)量404.23ug,測(cè)試結(jié)果526.9ppm
· 平均值:523.3ppm
結(jié)果分析
經(jīng)測(cè)定,硫化物電解質(zhì)的含水量約為523.3ppm。這一結(jié)果表明,樣品中存在一定量的水分,需要進(jìn)一步控制和優(yōu)化硫化物電解質(zhì)的制備和儲(chǔ)存條件,以降低水分含量,確保其在固態(tài)電池中的性能和穩(wěn)定性。同時(shí),測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性較好,說(shuō)明該測(cè)定方法具有較高的可靠性和準(zhǔn)確性。
六、注意事項(xiàng)與建議
1. 樣品處理:在測(cè)定前,應(yīng)確保樣品的密封性和干燥性,避免外界水分對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。
2. 儀器維護(hù):定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù),確保其正常運(yùn)行和測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3. 環(huán)境控制:在測(cè)定過(guò)程中,盡量控制實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度,以減少環(huán)境因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾。
4. 數(shù)據(jù)記錄:詳細(xì)記錄每次測(cè)定的參數(shù)和結(jié)果,便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制。
通過(guò)本解決方案,能夠有效測(cè)定硫化物電解質(zhì)中的水分含量,為固態(tài)電池的研發(fā)和生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)支持,助力新能源技術(shù)的發(fā)展。