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新能源鋰電安全否？MW5000前來助力

Anton Paar 2021-01-29 | 閱讀：1224

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2021新年伊始，小伙伴們心心念念的model Y上市啦！航程594公里，

據(jù)說訂單已經(jīng)排到了第二季度，

然而，這一切都離不開新能源鋰電的加持。

汽車行業(yè)向新能源方向的轉(zhuǎn)型步伐已漸漸步入正軌，

鋰離子電池突出的高電池能量密度在此方向上具有極大優(yōu)勢。

不過新能源電池雖好，畢竟技術(shù)新、應(yīng)用時間短，

鋰電是否安全關(guān)系普羅大眾，也牽動新能源發(fā)展前途，

穩(wěn)定和安全是產(chǎn)品的基石啊！

影響鋰電安全的一個重要因素是電池組件中的雜質(zhì)，雜質(zhì)會影響電化學(xué)穩(wěn)定性、效率，縮短電池壽命甚至?xí)?dǎo)致電池短路。

目前鋰電材料雜質(zhì)的引入分兩種一種是正極材料，一種是負(fù)極材料，負(fù)極材料以碳材料為主。鋰離子電池通常由鋰化金屬氧化物或磷酸鹽作為正極（陰極）材料、碳質(zhì)材料作為負(fù)極（陽極）材料和合適的電解質(zhì)組成。此類物質(zhì)由于樣品基體比較復(fù)雜，因此需要高性能前處理微波消解儀設(shè)備進(jìn)行制樣。

是時候推出

安東帕微波消解儀

Multiwave 5000鋰電解決方案！

01材料準(zhǔn)備

?陰極材料: LMO, NMC111, LFP

?陽極材料: 石墨（電池級，粒度<20μm），含10%硅的LTO、Si/C復(fù)合材料

?無涂層和涂有Al2O3的隔膜

?炭黑 (99+ %)

將0.2 g粉末樣品和5 cm2（即7-9 mg）箔樣品直接稱重到一個20 SVT50消解管中。通過使用防靜電槍，避免了由于靜電吸附而對容器體的密封區(qū)域造成污染。進(jìn)行消解的樣品是LMO、NMC、LFP、LTO、隔膜、隔膜涂層，需要用到的試劑為硝酸，鹽酸，氫氟酸，水等，根據(jù)樣品種類的特性選擇合適的試劑。利用安東帕微波消解儀MW5000儀器自帶的方法升溫程序進(jìn)行樣品消解，消解后溶液狀態(tài)如下圖。

圖2：消解后樣品的狀態(tài)

NMC和LFP消化液因其鈷或鐵含量而呈現(xiàn)顏色。由于使用了王水，隔膜涂層的消解液呈微黃色。

02石墨和Si/C 陽極，炭黑等屬于碳質(zhì)材料，尤其是石墨材料需要非常高的目標(biāo)溫度和具有足夠高氧化電位的酸，此類材料基體不同，消解所需酸種類也不同。

將0.1 g粉末樣品直接稱重至20 SVT50消解管中。硝酸、硫酸、高氯酸和氫氟酸按順序添加，并且根據(jù)基體性質(zhì)進(jìn)行選擇性添加，按照微波消解儀內(nèi)置方法進(jìn)行程序升溫。

在之后，Si/C混合物以及炭黑樣品被完全消化。石墨樣品仍然顯示黑色殘留物；因此，使用新添加的2 mL HClO4進(jìn)行另一次消解運(yùn)行，并設(shè)置較短的加熱爬坡時間。第二次運(yùn)行后，消化后的石墨樣品顯示為透明無色。

圖3：炭黑、Si/C、石墨消解液圖

Multiwave 5000可以方便地加工各種電池材料，碳質(zhì)以及石墨樣品可以用具有足夠高氧化電位的酸進(jìn)行消解。石墨樣品由于其最顯著的結(jié)晶性而難以消化，須經(jīng)過第二個消化步驟才能完全溶解。本報告中提出的工藝適用于高氯酸在需要高氧化電位和高目標(biāo)溫度的難消解樣品的消解反應(yīng)中的安全使用，安東帕Miwave 5000 SmartTemp溫度傳感器確保快速可靠的內(nèi)部溫度測量。

安東帕微波消解儀Multiwave 5000中的轉(zhuǎn)子20SVT50可提供成熟的SmartVent技術(shù)，壓力和溫度限制更高。控制超壓釋放是克服溫度挑戰(zhàn)的一種安全方便的方法，因為可以達(dá)到并保持高達(dá)250℃的目標(biāo)溫度，以確保完全消化。轉(zhuǎn)子20SVT50在一次運(yùn)行中最多可提供20個樣品，具有無與倫比的效率。方便的無工具操作和緊湊的容器設(shè)計，使得轉(zhuǎn)子重量減輕并且容易操作。