背景:
1、含硼添加劑的特點(diǎn):鋰離子電池電解液使用的部分添加劑如:三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFB)等屬于含硼添加劑,此類添加劑可以改善電池性能,隨著動(dòng)力和儲(chǔ)能電池的大量應(yīng)用,這類添加劑也將得到大面積推廣。但是由于硼原子的失電子性,在用卡氏水分儀檢測(cè)其水分時(shí),很容易與試劑中的醇發(fā)生副反應(yīng);
2、檢測(cè)含硼電解液存在的困難:由于上述含硼添加劑加到電解液以后,電解液中水分要求小于20ppm,對(duì)于此類痕量水分分析,目前只能采用庫(kù)侖水分分析法能達(dá)到。但目前市場(chǎng)上在售的庫(kù)侖法卡氏試劑中都含有醇(包括測(cè)醛酮的卡氏試劑),筆者試驗(yàn)過(guò)市場(chǎng)在售的常規(guī)卡氏試劑和醛酮試劑,都測(cè)不了添加了雙草酸硼酸鋰和三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)的電解液,包括進(jìn)口品牌。進(jìn)口品牌試劑試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)副反應(yīng)明顯,進(jìn)樣后漂移值下不來(lái)。其它四氟硼酸鋰(LiBF4)和二氟草酸硼酸鋰(LiDFB)相對(duì)會(huì)好一些,新?lián)Q的卡氏試劑大約可以測(cè)5-10個(gè)樣,但之后試劑開(kāi)始變渾濁,重復(fù)性開(kāi)始變差.漂移值上升。
儀器:進(jìn)口庫(kù)侖法水分儀、電子天平、玻璃取樣針等
試劑:①x.xxxxx.500卡氏試劑 ②348xx ③禾業(yè)試劑KFR-C10
測(cè)試記錄:
1、 測(cè)試碳酸二甲酯(DMC)的水分。
DMC是在成品罐取過(guò)來(lái)以后在萬(wàn)通的KF831儀器用x.xxxxx.500,儀器測(cè)試了六次,然后馬上用賽孚瑞KFR-C10試劑在另一臺(tái)831水分儀上測(cè)試了六次。
重復(fù)測(cè)試(ppm) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | 第六次 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
x.xxxxx.500 | 5.8 | 7.0 | 4.9 | 6.8 | 6.7 | 6.7 | ||
禾業(yè)C10 | 4.6 | 5.2 | 3.9 | 5.9 | 7.3 | 6.8 | ||
備注 |
2、 測(cè)試雙草酸硼酸鋰(LiBOB)的電解液
電解液樣品內(nèi)含2%的libob,測(cè)試數(shù)據(jù)如下:
重復(fù)測(cè)試(ppm) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | 第六次 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
x.xxxxx.500 | 進(jìn)樣量在0.4g左右,儀器出現(xiàn)不穩(wěn)定,無(wú)數(shù)據(jù)。試劑報(bào)廢。 | |||||||
禾業(yè)C10 | 18.7 | 16.4 | 15.9 | 17.4 | 18.4 | 17.7 | ||
備注 | 禾業(yè)KFR-C10的試劑檢測(cè)時(shí),進(jìn)樣量在0.6-1.3g之間,儀器穩(wěn)定,沒(méi)有出現(xiàn)副反應(yīng)的現(xiàn)象。 |
3、 測(cè)試二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)的電解液
樣品配方如下,含有0.5%的LiODFB
檢測(cè)數(shù)據(jù)如下:
重復(fù)測(cè)試(ppm) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | 第六次 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
x.xxxxx.500 | 10.8 | 13.0 | 14.7 | 9.8 | 16.7 | 11.7 | ||
禾業(yè)C10 | 8.6 | 9.2 | 10.9 | 11.9 | 7.3 | 8.8 | ||
備注 | 用x.xxxxx.500試劑的儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)重復(fù)性差的情況,儀器飄移值越做越高,波動(dòng)大。 用禾業(yè)C10的儀器檢測(cè)重復(fù)性好,儀器穩(wěn)定。無(wú)副反應(yīng)出現(xiàn)。 |
4、 測(cè)試四氟硼酸鋰(LiBF4)的電解液
三星的某配方,含有0.5%左右的LiBF4,
重復(fù)測(cè)試(ppm) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | 第六次 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
x.xxxxx.500 | 9.4 | 13.1 | 5.7 | 9.3 | 10.1 | 6.9 | ||
禾業(yè)C10 | 7.6 | 8.3 | 8.9 | 10.9 | 7.7 | 8.9 | ||
備注 | 現(xiàn)象同LIDFB |
5、 測(cè)試雙草酸硼酸鋰(LiBOB)和三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)的電解液
樣品中分別含有0.5%的LiBOB和TMSB
檢測(cè)數(shù)據(jù)如下:
重復(fù)測(cè)試(ppm) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | 第六次 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
x.xxxxx.500 | 進(jìn)樣量在0.4g左右,儀器出現(xiàn)不穩(wěn)定,無(wú)數(shù)據(jù)。試劑報(bào)廢。 | |||||||
348xx | 進(jìn)樣量在0.4g左右,儀器長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)不穩(wěn)定,無(wú)數(shù)據(jù)。 | |||||||
禾業(yè)C10 | 9.1 | 9.9 | 10.9 | 11.0 | 9.3 | 10.8 | ||
備注 | 加禾業(yè)C10試劑的儀器檢測(cè)重復(fù)性好,儀器穩(wěn)定。無(wú)副反應(yīng)出現(xiàn)。 |
6、 測(cè)試高純碳酸亞乙烯酯水分(99.99%的VC)
重復(fù)測(cè)試(ppm) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | 第六次 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
348xx | 5.3 | 6.3 | 7.9 | 6.4 | 6.3 | 7.6 | ||
禾業(yè)C10 | 6.6 | 5.2 | 7.9 | 7.3 | 6.3 | 6.2 | ||
備注 | 用348XX醛酮試劑測(cè)VC,新?lián)Q的試劑測(cè)6個(gè)樣品后,儀器漂移值越來(lái)越高(從20上升到40ug/min以上),2個(gè)小時(shí)后又降到30ug/min左右。 裝有禾業(yè)C10試劑的儀器,在測(cè)VC之前已經(jīng)測(cè)過(guò)20-30個(gè)樣品,且有近20個(gè)樣品是含硼添加劑的電解液。說(shuō)明試劑穩(wěn)定性較好。 |
結(jié)論:
1、通過(guò)上述試驗(yàn), 可以確定禾業(yè)試劑KFR-C10可以用于檢測(cè)電解液中含硼添加劑的水分;
2、禾業(yè)試劑KFR-C10試劑也可以代替進(jìn)口348XX的醛酮試劑用于檢測(cè)VC,且同一數(shù)量的試劑測(cè)試VC樣品的數(shù)量比348XX的醛酮試劑要多。