锂电池电解液中闪点检测方案(闪点仪)

厂商介绍 Grabner 自动微量闭口闪点仪在锂电池电解液安全测试中的应用 关键词： Grabner、闭口闪点、锂电池、锂离子电池、安全测试、电解液 锂电池及原理简介 “里电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由 Gilbert N. Lewis 提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham 提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。 锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池池1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。但自身技术要求较高，目前应用还不是很广泛。 锂离子电池常采用锂合金的金属氧化物作为正极材料，采用石墨作为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。其充电时正极的化学方程式为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)，负极的化学方程式为 6C+XLi++Xe-=LixC6，充电时电池总反应为 LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6。 图1锂离子电池原理示意图 二、 锂电池行业现状 中国拥有丰富的锂资源和完善的锂电池产业链，以及庞大的基础人才储备，使中国大陆在锂电池及其材料产业发展方面，成为全球最具吸引力的地区，并且已经成为全球最大的锂电池材料和电池生产基地。 2018年中国锂离子电池市场产量同比增长 26.71%，达102.00GWh， 中国在全球产量占比达54.03%，目前已经成为全球最大的锂离子电池制造国。我国锂离子电池市场整体趋势向好，预计2020年，中国锂离子电池市场产量将达205.33 GWh， 未来两年 CAGR 达41.88%。 表1112014-2019年中国储能类锂离子电池产量统计及预测 三、 锂离子电池安全的重要性 随着手机、数码产品、电动汽车的普及，锂离子电池在人们生活中扮演着越来越重要的角色。低能量密度、循环寿命有限等使用问题常被人们诟病。但是与这些问题相比，电池安全问题却是人们关注的焦点。近些年，由于电池安全问题引发的事故比比皆是，很多问题造成的后果触目惊心，比如震惊业界的波音787“梦幻”科技锂电池起火事件，以及 Samsung Galaxy Note 7 大范围的电池起火爆炸事件，给锂离子电池的安全性再次敲响的警钟。 一般来说，锂离子电池出现安全问题表现为燃烧甚至爆炸，出现这些问题的根源在于电池内部的热失控，除此之外，，一些外部因素也会导致安全性问题。而 出现内部热失控，与锂离子电池电解液关系密切。 锂离子电池的电解液为锂盐与有机溶剂的混合溶液，其中商用的锂盐为六氟磷酸锂，该材料在高温下易发生热分解，并与微量的水以及有机溶剂之间进行热化学反应，降低电解液的热稳定性。电解液有机溶剂为碳酸脂类，这类溶剂沸点、闪点较低，在高温下容易与锂盐释放 PF5的反应，易被氧化。 Solvent DMC DEC EMC EC PC Melting point/℃ 4.6 -74.3 -53 36.4 -48.8 Boiling point/℃ 91 126 110 248 242 Flash point/℃ 17 33 23 160 132 表2常见的碳酸脂溶剂的熔沸点、闪点比较 并且，从消防角度来看，闪点是可能引起火灾的最低温度，因此闪点也是评估电解液安全性的一项重要指标。另外，国家安监总局印发的关于《化学品物理危险性鉴定与分类管理办法》及《关于危险货物运输的建议书》中对于危化品易燃液体分类包装存储运输明确规定了闪点测试的必要性。因此，电解液闪点的测试是非常有必要的。 四、 解决方案 对某动力电池生产企业的10个电解液样品进行闪点测试，测量结果见表3。 测试条件 室温20℃，湿度 RH%40% 测试仪器 MINIFLASH FP VISION 测试标准 ASTM D6450(SH/T0768) 测试次数 每个样品测试3次 样品编号 扫描区间/℃ 最终测试结果/℃ 三次测试值/℃ 1 0-30 23.0 23.0，22.5，23.0 2 0-50 27.0 27.0，26.5，26.5 3 0-50 33.0 33.0，33.0，33.0 4 0-50 11.0 11.0，11.0，11.0 5 0-50 31.0 31.0，30.5，31.0 6 0-50 12.0 12.0，12.0，12.0 7 0-50 13.0 13.0，13.0，13.0 8 0-50 19.0 19.0，19.0，19.0 9 0-50 26.0 27.0，26.0，26.0 10 0-50 21.0 21.0，21.5，21.0 表3锂电池电解液闪点测试报告 由数据结果可知， Grabner MINIFLASH FP VISION 自动微量闭口闪点测试仪完全能够胜任电解液闪点测试，且重复性较好。 五、MINIFLASH FP VISION 产品介绍 MINIFLASH FP VISION 是奥地利Grabner公司vision产品系列的新成员。它完美的集成了 Grabner 公司产品实地验证和直观的触摸屏设计。它体积小、重量轻、测试时间短、测量准确，也可以携带至野外现场进行快速测试。超大彩色触摸屏使得测试操作更为简单(一键式操作)，测试过程更为直观。本产品完全兼容各种网络平台、计算机和 LIMS 系统。并且，vision 系列拥有独特的 Cockpit 软件，具有用户权限设定，自定义闪点测试方法，以及标准用户与高级用户的分级管理功能。可完全根据 ASTM D6299 标准来控制测试准准确性、精确性和稳定性。 MINIFLASH FP VISION 产品无与伦比的优点 先进的测量方法： MINIFLASH FP VISION 自动微量闭口闪点测试仪是唯一符合国际先进标准 ASTM D7094 和 D6450 的仪器。测试数据等同于 ASTMD93/ISO2719 宾斯基-马丁法，等效于 ASTM D56， ISO 2719， ISO 13736， IP170等标准，很好的关联于快速平衡和微量闪点方法：：ENISO3679/3680，ASTM D3828A/B，IP523/IP524。唯一被 ASTM 闪点测试委员会官方，美国 US D.O.T， RCRA， NAVY， NATO 等军队官方批准认可的闪点专用测试仪器。 宽温度范围： MINIFLASH 自动微量闭口闪点测试仪有 FP VISION(-45℃~120℃)， FPH VISION(10℃~400℃)两款产品，涵盖了-45℃~400℃宽温度范围，均为全自动连续闭杯的仪器。 同类产品安全性最高：测试仅需1-2ml样品；测试过程自动电子电弧点火；测试采用连续闭口杯方法，整个测试过程不开杯，无明火，测试结果更准确。 P测量样品快：每小时可以轻松测量12个样品。 样品用量少：仅需1-2ml。 操作界面：10英寸超大彩色触摸屏，直观可视化导航菜单。 全自动点火与清洗程序：自动清除点火系统附着的各种残留物质，有效保护点火装置及测试准确度。 独一无二的燃烧过程分析：有时客户样品中会含有少量低浓度的可燃化合物，使得整个样品闪点测试数据重复性差。MINIFLASH FP VISION完全能够胜任此种情况，能够检测到极小火焰燃烧，并图形化显示整个测量过程，便于分析整个样品的受可燃化合物污染的程度。 高灵活性，适合各种应用：几乎所有不同环境条件下的闪点测试过程都可以被本产品模拟，只需修改控制参数如加热速率，点火能量以及空气氧导入速率等。 使用方便： MINIFLASH FP VISION 操作菜单更易浏览更为直观，无需培训即可上手使用。丰富的外部接口，可以轻松连接 USB， LAN， LIMS 和计算机，省却众多烦恼!具备远程连接与控制功能。 可扩展的温度范围 ce样品仓自动开闭系统 C沪可以进行燃油稀释闪点测试 Go/No Go 闪点测试应用 无限存储测试方法和数据结果 通过 Cockpit 软件进行用户权限分级管理(符合 GLP规范) www.grabner-instruments.com Grabner Instruments 是世界上领先的石油化工产品检测仪器制造厂商，，于1987年由 Dr. Werner Grabner 创建，总部位于美丽的音乐之城维也纳。 公司凭借“创新、质量、用户满意”的价值理念，30多年来不断为全球石油化工领域的客户提供领先、精准、方便的实验室/在线检测仪器仪表。 Grabner 仪器公司团队富于亲新，产品设计先进，早在1999年就开发出新型的蒸汽压测试方法，并被ASTM 协会采纳收编成 ASTM D6377、6378和ASTM D6450 系列标准。与此同时，Dr. Grabner 被 ASTM 协会授予“杰出成就奖”。2003年， Grabner 仪器公司再次被 ASTM 协会授予“杰出成就奖”，以表彰 Grabner 在开发新闪点试验标准方法 ASTM D6450 和 ASTM D7094 标准中的杰出贡献。。1993年， Grabner 仪器公司在业界率先通过 ISO9001质量体系认证标准，产品质量得到客户称赞。 上海人和科学仪器有限公司作为奥地利 Grabner 在中国的代理商，竭诚为中国广大客户提供优质的服务保障。 上海人和科学仪器有限公司 联系方式：4008-200-117 网址：： www.renhe.net 销售部： 张先生13801793617 邮箱： hb.zhang@renhesci.com 关键词：Grabner、闭口闪点、锂电池、锂离子电池、安全测试、电解液 一、     锂电池及原理简介“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。但自身技术要求较高，目前应用还不是很广泛。锂离子电池常采用锂合金的金属氧化物作为正极材料，采用石墨作为负极材料……