小水分，大问题 | 瑞士万通锂电池水分测定解决方案包“锂”满意

当前，用电动汽车取代传统的燃油汽车对于减少二氧化碳的排放至关重要，这种温室气体是由矿物燃料的燃烧产生的，限制它的排放可以减缓其对全 球变暖的影响。由于各国政府（如，欧盟、加拿大）在未来将禁止使用内燃机，电动汽车的需求持续增长。据国际能源署预测：到2030年，所有新车销量的60%都将是电动汽车。

同时，风能和太阳能等可再生能源需要储能。目前，电池是储能的理想材料，随着各国开始投资于储能解决方案，电池市场一直在强劲增长。

锂电池作为一种常见的可充电电池，由正极和负极组成，电解液则在正负极之间以锂离子的形式进行电荷转移。同时，放置在正极和负极之间的隔膜可以防止发生短路。

◆ 正极是由金属锂的氧化物涂覆在铝箔上制成，钴、镍、锰、铁是正极材料中最常用的过渡金属；

◆ 负极是由含嵌入锂的石墨涂覆在铜箔上制成；

◆ 电解液是含有锂盐（如，六氟磷酸锂）的无水非质子溶剂，有助于电荷的转移；

◆ 隔膜是由多孔材料制成的绝缘体，可使锂离子通过进行电荷转移。

锂电池内部必须要求完全无水（水含量低于20 mg/kg）的环境，因为水会与导电盐（如，六氟磷酸锂）反应生成有毒的氢氟酸。

此外，微量的水分还会对锂电池的电化学性能产生不利影响，尤其是高镍含量的正极材料，其中的镍离子（Ni3+）会在水和二氧化碳（CO2）的存在下促进氢氧化锂（LiOH）和碳酸锂（LiCO3）的生成。

灵敏的库仑法卡尔费休滴定是测定微量水分的理想方法，瑞士万通多种型号的库仑法卡尔费休水分测定仪和卡氏加热炉可为锂电池整个生产过程中的水分测定提供理想解决方案。

液体和可溶解样品（如，电解液溶剂或电解液成品）可以直接进行分析，使用注射器将样品直接加入密闭的库仑法滴定杯中即可。

某些电解液添加剂（如，VC、FEC）和硼酸锂盐（如，LiBOB、LiBF4等）会与标准卡尔费休试剂中的主要溶剂——醇发生副反应。因此，需要使用无醇卡尔费休试剂。

比较分别使用无醇卡尔费休试剂（红色曲线）和含醇卡尔费休试剂（蓝色曲线）进行的滴定：

例一 

在滴定1mL 1mol/L的LiPF6电解液（溶剂：碳酸乙烯酯EC/碳酸二甲酯DMC，添加剂：5.5wt% LiBOB）时，两种滴定都给出了稳定的终点，但只有无醇卡尔费休试剂提供了正确的结果。

例二 

在滴定2mL VC时，含醇卡尔费休试剂并未达到终点（手动停止滴定），而无醇卡尔费休试剂则达到稳定的终点。

固体样品（如，正极、负极或隔膜材料）需使用卡氏加热炉进行气体萃取后，再通过库仑法卡尔费休滴定进行分析。（由于对环境水分的高度敏感性，在加入样品时不能打开库仑法滴定杯，因此固体样品无法直接进样。）

在锂电池的整个生产过程中，必须对影响锂电池安全性、寿命及性能的水分含量进行分析测试，瑞士万通提供的多种卡尔费休滴定解决方案包“锂”满意。