欧赛科技锂电池材料水分测试解决方案
2019年7月 欧赛科技市场部
随着我国经济新能源行业的快速发展，对电池新材料需求的不断增加，再加上手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、汽车等产品对新型、、环保电池材料的强劲需求，我国电池新材料市场将不断扩大。锂电池作为电池未来发展方向，其正极材料市场发展前景看好。同时，智能手机推广和新能源汽车的大规模商业化都将为锂电池正极材料带来新机遇。
锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成，正极材料在锂电池的总成本中占据40%以上的比例，并且正极材料的性能直接影响了锂电池的各项性能指标，且决定了锂电池的成本，所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位。目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。
电极材料一般要求水分含量在500ppm以下，200-300ppm较佳；如果超过600ppm，可能导致电极涂覆层掉份，涂覆不均，或者溶于电解液，导致HF生成，而使其鼓包、报废。关于电极水分测试，因为电极材料非常容易吸水，不能暴露于空气中，所以不能采用常规的加热失重法测试，而需借助密闭的滴定单元，通过卡尔菲休滴定法来测试；因为电极材料不溶于一般的甲醇等溶剂，无法将水分分散到非水液体体系中，不能直接滴定测试，所以，一般借助卡氏水分进样器（卡氏炉），将电极中的微量水分烘出来，由干燥的载气（空气或氮气）带入滴定杯中滴定。
所以，兼顾效果和速度，KFas卡氏水分进样器加库仑水分滴定仪是很好的配套方案。
KFas 系列卡氏水分进样器产品优势：
1、顶空加热式进样设计，死体积小；
2、标配11位智能样品进样器（含1位平衡位），样品转移、进样、平衡等动作均自动完成，可实现一键操作，无人值守；
3、独立控制每个样品测试位的温度和载气流量，全电子智能控制；
4、空气/氮气双载气系统，内置空气泵及干燥过滤系统，无需外界氮气及干燥系统即可工作；亦可通过外接氮气瓶或氮气发生器工作；
5、小型一体化的加热腔设计，配备高精度智能温控器，温度范围50~280℃，解析度0.1℃，精度±0.2℃（180℃以内）；加热效率大于15℃/min，配备智能风冷系统，降温效率可达10℃/min；
6、全电子流量控制，范围0~200ml/min，解析度1ml/min，精度±1ml/min；
7、兼容瑞士万通（Metrohm）Tiamo软件，用可通过Tiamo软件独立设置运行序列表中每个待测样品的温度、流量和样品位置，实现KFas、831/756/851/852、Tiamo三者的无缝对接；
8、非单一式顺序检测，客户可以根据需要任意设定不同测试位样品的分析次序；支持临时加样、序列暂停和运行过程中序列扩项（限Tiamo软件操作）；
9、彩色触摸屏，图形化交互界面；客户可以直接在触摸屏上读取自动进样器和水分仪的状态（温度、流量、样品位、进样针位置、水分仪漂移值、水分仪微水含量等），可以在触摸屏上编辑分析序列表，手动控制进样器，查看测试结果等；
10、标配经典10ml螺口密封瓶，避免繁琐的压盖操作，亦可根据客户具体需求定制卡氏进样瓶；使用2.5mm的增厚型密封垫，使得瓶垫可多次重复使用；
11、进样针采用缩尖固化设计，可有效避免进样针在隔垫穿刺和样品测试过程中的堵塞，并极大提高了进样针的强度和寿命；
12、全系列标配欧姆龙（OMRON）光电传感器，并配备样品在位监测系统，确保自动分析的稳定运行和准确测试；
13、全系列配备伴热管，标配为60℃，亦可根据客户需求定制不同温度的伴热管或使用连续温度可调可控的加热系统（40-120℃，可在触摸屏上设置监控）；
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原理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。
上海人和科学仪器有限公司
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很多消费者在电池的使用过程中,往往存在电池的使用方法都是相同的概念,现在锂电池已经是主流,但以往的镍氢电池使用方式仍然被应用在锂电池上，其实锂电池跟镍氢电池除了产品不一样外，使用方式也不相同。
新买的锂电池：头三次先用至自然关机，再配合原装直充在手机开机充电到满，然后继续保持充电约1小时（2000mah以上约2小时）。
日常：充满就可，满后续充莫超过1小时。避免深夜充（电网电压偏高）。电池可随充随用，可用到告警或关机。注意用到关机的电池尽量及时充电，否则电池自放电、电压继续下降可能导致自锁保护无法充电。要养成习惯：白天到单位、晚上到家，就开始充电，充满后或离开、睡觉前拔掉电源。
使用：一般锂电池可随充、随用、随停。循环寿命是指全充全放次数，部分充放电可理解为几分之一次寿命。电池使用的关键：电池充满，可加充电20分钟-半小时以达到饱和，但一定要避免充满后长时间充电。满后长时间继续充电会导致副反应，结果是容量下降及内阻变大，出现容量缩短、一打电话就关机的情况。PPC等带电量芯片的机器，一直用到没电再充，主要是考虑电量显示计量的问题。
电池充满后继续充电对锂电池伤害很大。满后继续充电，电池内部将产生副反应，活性物质减少，垃圾物质增多，容量下降，内阻增大，严重过充直接破坏电池结构，导致电池报废。现在一些充电器也提供了充电保护模式,会根据电池的电量是否充满调节充电模式,可以有效的保护电池。
锂离子电池可随时充电，对寿命的影响有限，对PPC等带电量计电池，建议用到自动关机后充电，以免影响。随时可充电、随时可停止，如果充满了继续充电，会对电池的寿命产生影响。
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