專利名稱:六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及鋰電池電解液的檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體的涉及一種六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法。
背景技術(shù):
鋰離子電池具有能量密度高、比功率大、循環(huán)性能好、無記憶效應(yīng)、無污染等特點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于電子數(shù)碼產(chǎn)品中,同時也是未來電動汽車能源的理想選擇。鋰電池電解液一般是由有機(jī)溶劑和電解質(zhì)(鋰鹽)組成。目前常用的電解質(zhì)有高氯酸鋰(LiC104)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)等,其中六氟磷酸鋰具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性,因而,六氟磷酸鋰電解液是目前主流的鋰電池電解液。但六氟磷酸鋰也存在以下缺陷:第一、熱穩(wěn)定性較差,易分解成PF5, PF5的存在會引起有機(jī)溶劑碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯或電解液中質(zhì)子溶劑雜質(zhì)等的聚合,生成可溶性單聚物、二聚物、齊聚物,隨著聚合物中共軛體系的增加,聚合物光 譜紅移顯現(xiàn)成色基團(tuán),導(dǎo)致電解液色度增大;第二、對水分和氫氟酸(HF)敏感,容易發(fā)生分解反應(yīng):LiPF6+H20 — POF3 +2HF+LiF。電解液中可以少量添加某些添加劑以提高鋰電池的性能。例如,電解液中包含的微量雜質(zhì),對于電性能則影響巨大,水分是其中一種常見且重要的有害雜質(zhì),為了抑制電解液中的水分,通常加入少量的烷基硅氮烷類化合物作為添加劑進(jìn)行抑制。例如,常見的烷基硅氮烷類化合物如六甲基二硅氮烷和七甲基二硅氮烷,利用烷基硅氮烷類化合物與水分的反應(yīng)來消除水。然而,硅氮烷類添加劑的使用量對鋰電池產(chǎn)品的性能至關(guān)重要,因而,鋰電池生產(chǎn)廠家需要通過檢測硅氮烷類添加劑,從而實現(xiàn)對鋰電池產(chǎn)品的質(zhì)量控制?,F(xiàn)有技術(shù)中,大多采用氣相色譜對抽樣電解液中的添加劑烷基硅氮烷類化合物直接進(jìn)行檢測,以判斷鋰電池產(chǎn)品的品質(zhì)。但是,烷基硅氮烷類化合物由于添加量極其微少,通常在PPM級別,加入之后又與水分反應(yīng)而消耗,使其在電解液中的含量大大減少,再加上其它有機(jī)溶劑或添加劑的干擾,使得用傳統(tǒng)的氣相色譜進(jìn)行檢測非常困難,檢測時間比較長,難以準(zhǔn)確地判斷出電解液中是否有添加過烷基硅氮烷類化合物,而且直接對抽樣電解液進(jìn)行檢測會造成對色譜柱的腐蝕,增加了檢測維護(hù)成本,因而該方法的操作性和實用性較差,不利于生產(chǎn)廠家和供應(yīng)商對鋰電池產(chǎn)品的質(zhì)量控制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種操作簡單快速、準(zhǔn)確度高的六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
提供一種六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法,包括以下步驟: 包括以下步驟:
I)密封保存:
將六氟磷酸鋰電解液樣品密封存儲于容器中,并使密閉容器中預(yù)留1/4 1/5的體積以容納揮發(fā)性氣體,放置時間I 15天,使容器內(nèi)的氣液相充分平衡;
2)氣質(zhì)聯(lián)用儀定性分析:
對容器內(nèi)的揮發(fā)性氣體進(jìn)行抽樣,然后用氣質(zhì)聯(lián)用儀對所抽樣品的氣體成份進(jìn)行定性分析,來確認(rèn)六氟磷酸鋰電解液中是否添加過烷基硅氮烷類化合物。優(yōu)選的,所述六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測添加量為I IOOOppm0優(yōu)選的,所述烷基硅氮烷類化合物為六甲基二硅氮烷或者七甲基二硅氮烷。優(yōu)選的,所述步驟I)中,放置時間為3 10天。本發(fā)明的檢測方法的原理如下:
在六氟磷酸鋰電解液中,總存在一定數(shù)量的氫氟酸,這是由于電解質(zhì)鋰鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)和電解液中含有的雜質(zhì)微量水的反應(yīng),反應(yīng)式如下:
權(quán)利要求
1.六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法,其特征在于:包括以下步驟: 1)密封保存: 將六氟磷酸鋰電解液樣品密封存儲于容器中,并使密閉容器中預(yù)留1/4 1/5的體積以容納揮發(fā)性氣體,放置時間I 15天,使容器內(nèi)的氣液相充分平衡; 2)氣質(zhì)聯(lián)用儀定性分析: 對容器內(nèi)的揮發(fā)性氣體進(jìn)行抽樣,然后用氣質(zhì)聯(lián)用儀對所抽樣品的氣體成份進(jìn)行定性分析,來確認(rèn)六氟磷酸鋰電解液中是否添加過烷基硅氮烷類化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法,其特征在于:所述六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測添加量為I lOOOppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法,其特征在于:所述烷基硅氮烷類化合物為六甲基二硅氮烷或者七甲基二硅氮烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法,其特征在于:所述步驟I)中,放置時間為3 10天。
全文摘要
發(fā)明涉及鋰電池電解液的檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體的涉及一種六氟磷酸鋰電解液中烷基硅氮烷類化合物的檢測方法,通過氣質(zhì)聯(lián)用儀對六氟磷酸鋰電解液的氣體成分進(jìn)行定性分析,從而反向推測六氟磷酸鋰電解液中是否添加過烷基硅氮烷類化合物,為判斷這類微量添加劑是否被使用提供了新的檢測手段。本發(fā)明具有操作快速簡單的優(yōu)點(diǎn),具有更好的操作性和實用性,這對于鋰電池產(chǎn)品的質(zhì)量控制和供應(yīng)商的管控意義十分巨大。
文檔編號H01M10/0525GK103236561SQ20131010743
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者丁祥歡, 陳斯宗, 侯建波 申請人:東莞市杉杉電池材料有限公司