本发明涉及锂离子电池技术领域,更具体的说是涉及一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法。
背景技术:
锂离子电池用电解液中氯化物的含量直接腐蚀锂离子电池的正负极材料,造成电池容量下降,继而直接影响产品质量及电池性能发挥,严重时造成极片穿孔,破坏整个电池,有安全风险。因此准确测定锂离子电池电解液中氯化物的含量十分重要。
目前常用的氯化物含量的定量方法有比浊法、电位滴定法和离子色谱法等,其中,电位滴定法和离子色谱法不适合微量氯化物含量的检测,测试结果误差大,而比浊法虽能够适用于大部分电解液,但含苯类添加剂与水反应时出现白色悬浮物,直接比浊影响最终观测结果,降低了氯化物检测过程中的准确性。
因此,如何提供一种精确的锂离子电池用电解液中氯化物含量的检测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,能够降低锂离子电池中苯类添加剂影响氯离子检测精度。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,所述锂离子电池中包括苯类添加剂,且所述检测方法包括以下步骤:
(1)标准系列配制:取不同体积的相同浓度的氯化物标准溶液母液,配制相同体积不同浓度的氯化物标准系列,然后分别向氯化物标准系列中加入相同的硝酸溶液、硝酸银溶液进行处理后静置;
其中,氯化物标准系列根据配置时使用的母液体积的记为a1、a2、a3......an;
(2)样品溶液的配制:将有机溶剂、蒸馏水和待测样品混匀后静置,分层后取上清液加入比色管中,然后向上清液中加入与步骤(1)中相同浓度相同体积的硝酸溶液和硝酸银溶液后静置处理,得到样品溶液;
(3)确定an值:利用比浊法测定,通过将样品所呈浊度与氯化物标准系列逐一进行比对,找出与样品浊度最接近的氯化物标准系列an;
(4)结果计算:
根据下式计算以cl-计氯化物含量:
式中:
x---以cl-计氯化物含量,ug/g;
an---与样品浊度最接近的氯化物标准系列中母液体积值,ml;
m---待测样品质量,g。
有益效果:本发明中使用的有机溶剂能够将锂离子电池中的苯类添加剂进行萃取,通过在配置样品溶液前先添加有机溶剂,有效的将样品中的苯类添加剂萃取分离出来,控制了含苯类添加剂与水反应时出现的白色悬浮物对观测样品浊度结果的影响,进而提高了测试准确率。
优选的,所述苯类添加剂包括联苯、环己基苯、氟联苯、叔丁基苯和叔戊基苯中的任意一种或几种。
有益效果:上述添加剂为锂离子电池中苯类添加剂,其均能够溶解于本发明中的有机溶剂,进而被萃取与样品溶液分离。
优选的,步骤(1)中所述硝酸溶液为1+2体系,即1体积浓硝酸与2体积水的混合溶液,所述硝酸银溶液浓度为17g/l;所述氯化物标准溶液母液浓度为10μg/ml;所述硝酸溶液、硝酸银溶液与所述氯化物标准溶液母液的体积比为5:1:15。
有益效果:在上述条件下,样品溶液中的氯化物能够全部与硝酸银反应生成沉淀,进而提高了检测结果的准确性。
优选的,步骤(1)中所述静置时间为15-20min。
有益效果:在上述静置时间内,能够使反应发生完全,并使得沉淀均匀分散于溶液中便于与样品溶液进行对比。
优选的,所述有机溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷中的任意一种或几种。
有益效果:上述有机溶剂能够有效的将锂离子电池中的苯类添加剂溶解,同时二氯甲烷难溶于水,能够有效将苯类添加剂与微溶于水的二氯甲烷与水溶液分离,进而降低了苯类添加剂对氯化物检测的影响。
优选的,所述样品、有机溶剂与水的质量比为1:1:2。
有益效果:在该比例下,样品中的苯类添加剂能够全部转移至有机溶剂中,同时样品中的氯化物等能够转移至水中,进而大大降低了苯类添加剂在样品中的含量,降低了苯类添加剂对氯化物水溶液的影响。
优选的,步骤(2)中所述静置时间为15-20min。
有益效果:在上述静置时间内,足以使有机溶剂与样品水溶液相分离,进而便于进行萃取。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,其中,本发明公开的定量检测方法不仅有效的控制了含苯类添加剂与水反应时出现白色悬浮物对观测结果的影响,提高了测试准确率,而且节省了时间,还为锂离子电池的产业化提供分析数据和方向指导,推动了锂离子电池行业的发展。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,锂离子电池中包括苯类添加剂,且检测方法包括以下步骤:
(1)标准系列配制:取不同体积的相同浓度的氯化物标准溶液母液,配制相同体积不同浓度的氯化物标准系列,然后分别向氯化物标准系列中加入相同的硝酸溶液、硝酸银溶液进行处理后静置;
其中,氯化物标准系列根据配置时使用的母液体积的记为a1、a2、a3......an;
(2)样品溶液的配制:将有机溶剂、蒸馏水和待测样品混匀后静置,分层后取上清液加入比色管中,然后向上清液中加入与步骤(1)中相同浓度相同体积的硝酸溶液和硝酸银溶液后静置处理,得到样品溶液;
(3)确定an值:利用比浊法测定,通过将样品所呈浊度与氯化物标准系列逐一进行比对,找出与样品浊度最接近的氯化物标准系列an;
(4)结果计算:
根据下式计算以cl-计氯化物含量:
式中:
x---以cl-计氯化物含量,ug/g;
an---与样品浊度最接近的氯化物标准系列中母液体积值,ml;
m---待测样品质量,g。
进一步的,苯类添加剂包括联苯、环己基苯、氟联苯、叔丁基苯和叔戊基苯中的任意一种或几种。
为进一步优化上述技术方案,步骤(1)中硝酸溶液为1+2体系,硝酸银溶液浓度为17g/l;氯化物标准溶液母液浓度为10μg/ml;硝酸溶液、硝酸银溶液与氯化物标准溶液母液的体积比为5:1:15。
进一步的,步骤(1)中静置时间为15-20min。
进一步的,有机溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷中的任意一种或几种。
进一步的,样品、有机溶剂与水的质量比为1:1:2。
进一步的,步骤(2)中静置时间为15-20min。
实施例1
一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,其中,锂离子电池电解液中含有苯类添加剂,氯化物含量检测具体步骤如下:
(1)玻璃仪器及试剂
a.玻璃仪器:50ml比色管;
b.试剂:硝酸溶液(1+2);硝酸银溶液(17g/l);氯化物标准溶液母液(1ml溶液含氯化物10ug);二氯甲烷(分析纯)。
(2)标准系列配制:
在一系列50ml比色管中分别移入0.20ml、0.40ml、0.60ml、0.80ml、1.00ml氯化物标准溶液母液(1ml=10ug氯化物),用水稀释至约15ml,加入5ml硝酸溶液、1ml硝酸银溶液,用水稀释至25ml,摇匀,放置15min后,得到氯化物标准系列。其中,氯化物标准系列根据所添加的母液体积分别记为a1、a2、a3、a4、a5。
(3)样品的测试
称取10g待测样品,加入10g二氯甲烷和20ml蒸馏水,混匀后静置30min,分层后取上清液15ml加入50ml比色管中,从加入5ml硝酸溶液开始,与标准系列溶液同时同样处理,并与标准系列逐一进行比对,找出与标准系列中接近的an值(ml)。
(4)结果计算
式中:x---以cl-计氯化物含量,ug/g;
an----与样品浊度最接近的氯化物标准系列中母液体积值,ml;
m----待测样品质量(g)。
将步骤(3)中的同一批次样品进行三次全项目检测,结果如下:
实施例2
一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,与实施例1不同的是:
步骤(3)中使用二氯乙烷作为有机溶剂进行萃取。
由上述结果可见,用本发明的方法来测定氯化物含量,其rsd%<3,完全可以满足误差要求,精度较高。
对比例1
一种锂离子电池用电解液中氯化物含量检测方法,与实施例1不同的是:
在样品溶液制备过程中未使用有机溶剂进行萃取。
将步骤(3)中的同一批次样品进行三次全项目检测后,结果如下:
在检测过程中,样品遇硝酸水溶液后,还未加入硝酸银溶液溶液就已变浑浊,影响后续的浊度结果,通过与实施例1-2相比可知,实施例1-2中的相对偏差明显低于对比例1,即,本发明实施例1-2中的测试结果接近于真值,对比例中方法的浊度结果偏高,测试数据失准。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。