的电解液内的氢氟酸的方法
【专利说明】用于检测并测定锂电池的包含六氟磷酸锂Li「巳的电解液 内的氢氟酸的方法
[0001] 本发明涉及一种用于检测并测定锂电池内的基于六氟磷酸锂LiPF6的电解液内呈 现的氢氟酸成分的工艺，该工艺通过测量能够在表面与电解液内的氢氟酸反应的材料的重 量变化来实施，该重量变化是使用石英晶体微天平确定的。
[0002] 锂电池在电能存储市场上占据日益重要的地位。这是因为其当前性能（尤其是相 对于电能存储）远远超过基于镍电池（诸如镍金属氢化物NiMH电池或镍镉NiCd电池）的 老旧技术。
[0003] 在锂电池中，锂离子电池是特别令人感兴趣的可充电电池，因为其可以有利地尤 其是借助其低成本价格而被用作便携式电子设备（诸如移动电话和膝上计算机）内或者机 动车辆领域（诸如电动汽车）内的能量源。
[0004] 锂离子电池通常包括正极（具体由Li (Ni，Mn，Co, A1)02类型的锂化转变金属氧化 物组成，诸如锂化二氧化钴LiC〇02)、负极（具体由基于碳的材料组成，诸如石墨）和电解液 (其将正极与负极分离开）。电解液浸渍在多孔分离器中并且由碳酸盐和锂盐（具体是六 氟磷酸锂LiPF 6)的混合物组成。
[0005] 锂离子因此在电解液内在负极和正极之间移动来生成电流。具体地，锂离子在电 池的放电过程中从负极移向正极并且在电池的充电过程中从正极移向负极。
[0006] 锂离子电池技术很大部分上基于六氟磷酸锂LiPF6的使用，其在导电性、粘度和成 本方面提供显著的表现。然而，六氟磷酸锂通常展现的显著缺点主要在于其化学不稳定性。
[0007] 这是因为六氟磷酸锂经常分解，从而根据以下机制而造成出现氟化锂LiF和五氟 化磷PF 5:
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【主权项】
1. 一种用于检测并测定基于六氟磷酸锂LiPF6的电解液内的氢氟酸的工艺，该工艺包 括以下阶段： (i) 使所述电解液与一个包括能够在表面与氢氟酸HF反应的材料M的层（a)相接触， 该氢氟酸源自六氟磷酸锂与水之间的反应， (ii) 通过使所述层（a)与石英晶体微天平的一个电极产生接触来测量该层（a)的重 量变化，该层（a)的重量变化是由于该层（a)的该材料M与该氢氟酸HF之间反应在表面形 成一个包括具有结构MFn的含氟化合物的层（b)导致的，其中，n与严格大于O的整数相对 应； (iii) 根据在阶段（ii)中确定的该层（a)的重量变化来计算氢氟酸的重量含量。
2. 如权利要求1所述的工艺，包括一个确定所述电解液中的水量的阶段（iv)。
3. 如权利要求1所述的工艺，其特征在于，该层（a)的该材料选自元素周期表的IIIA 族、IIIB族和IB族元素。
4. 如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，该层（a)的该材料选自铝、硼和硅。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的工艺，其特征在于，该层（a)的该材料选自在元素 周期表中出现的IIIA族金属。
6. 如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于，该层（a)是一层铝。
7. 如权利要求1至3中任一项所述的工艺，其特征在于，当该层（a)的该材料M选自 铝、硼和硅时，则该层（b)包括一种具有结构MFn的含氟化合物，其中，M与选自铝、金、硼和 硅的一种元素相对应并且n与范围从1到4的一个整数相对应。
8. 如权利要求6所述的工艺，其特征在于，该层（b)是一层氟化铝AlF3或一层四氟化 硅SiF4。
9. 如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于，该层（a)沉积在一个石英晶体 微天平的一个电极上，随后通过将该电极浸入所述电解液中使该石英晶体微天平直接与该 电解液接触，以便测量该层（a)的重量变化。
10. 如权利要求1至7中任一项所述的工艺，其特征在于，该层（a)在一个第一步骤中 在一个石英晶体微天平的一个电极上测量重量然后在一个第二步骤中浸入该电解液中，并 且在该氢氟酸与该层（a)的该材料之间的反应所需的一段时间之后，该层（a)沉积在该石 英晶体微天平的该电极上，以便测量该层（a)的重量变化。
【专利摘要】本发明涉及一种用于检测并测定锂电池中的包含六氟磷酸锂LiPF6的电解液的氢氟酸成分的方法，该方法通过测量可以在电解液中与氢氟酸进行表面反应的材料的重量变化来实现，所述变化是通过石英微天平确定的。
【IPC分类】G01N5-02
【公开号】CN104781647
【申请号】CN201380055408
【发明人】G·杜格拉德, J-F·马丁
【申请人】雷诺两合公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】EP2895841A1, US20150226690, WO2014041314A1