电池原料分析仪

有机元素分析仪顾名思义其分析样品一般为有机物。但在实际测定中待测物不仅仅是有机物，还有很多无机物，电池材料就为其中的应用案例之一。现代人的生活与电池息息相关，比如手机需要电池，新能源汽车也需要电池，离开电池我们的生活将受到很大阻力，传统的三元材料电池早已经成为主流产品材料。随时应用范围日益广泛，其使用限制越来越明显，新型电池的研发显得十分必要。今年，作为电池界的行业翘楚——宁德时代于今年正式推出了新型的钠离子电池。消息一经推出，震惊全球。赛默飞世尔FlashSmart 系列作为经典的有机元素分析也在其研发做出了贡献。钠离子电池也在应用范围内，其测定方法及数据属高度商业机密不便在本文中做出呈现。本文呈现数据由赛默飞世尔技术中心CookBook提供（磷酸铁锂电池）。经测定FlashSmart 有机元素分析仪有充分能力胜任对于电池类样品的测定。测定结果重复良好，数据可靠。其中的磷酸盐及各类金属对测定完全无干扰，可有效地完成复杂样品的分析检测。总之，FlashSmart 检测范围不仅仅局限于有机物，也可完成其他复杂样品的测定。

锂离子动力电池能量高、体积小、重量轻正在逐步的替代传统的铅酸电池，镍镉电池及镍氢电池，随着锂动力电池的量产，需要严格控制电池原料及电极膜片的水分含量。本实验采用AKF-BT2015C锂电池专用卡尔费休水分仪可测定多种电池原料水分，电解液无需加热可直接进样，磷酸铁锂、石墨、负极片等固态电池材料则需采用卡氏加热法，含水量低于100ppm的样品也能准确定量，实现生产监测控制的目的。

锂离子动力电池能量高、体积小、重量轻正在逐步的替代传统的铅酸电池，镍镉电池及镍氢电池，随着锂动力电池的量产，需要严格控制电池原料及电极膜片的水分含量。本实验采用AKF-BT2015C锂电池专用卡尔费休水分仪可测定多种电池原料水分，电解液无需加热可直接进样，磷酸铁锂、石墨、负极片等固态电池材料则需采用卡氏加热法，含水量低于100ppm的样品也能准确定量，实现生产监测控制的目的。

有机元素分析仪顾名思义其分析样品一般为有机物。但在实际测定中待测物不仅仅是有机物，还有很多无机物，电池材料就为其中的应用案例之一。

锂离子动力电池能量高、体积小、重量轻正在逐步的替代传统的铅酸电池，镍镉电池及镍氢电池，随着锂动力电池的量产，需要严格控制电池原料及电极膜片的水分含量。本实验采用AKF-BT2015C锂电池专用卡尔费休水分仪可测定多种电池原料水分，电解液无需加热可直接进样，磷酸铁锂、石墨、负极片等固态电池材料则需采用卡氏加热法，含水量低于100ppm的样品也能准确定量，实现生产监测控制的目的。

在电池正极和负极中保持精确的化学成分对优化电池性能至关重要。监测电池电极原料的元素组成是确保最终产品中电池化学成分正确的重要质量控制步骤。通常用于分析这些原材料的技术(如ICP-OES)，需要对样品进行消解。这些技术提供准确和可靠的结果，但消解需要时间，产生危险废物，而且可能不适合对原材料进行快速质量控制分析。激光诱导击穿光谱（LIBS）为粉末和压片形式的锂离子电池电极原材料提供实时分析。该方法具有样品制备量少、分析量大、无危废产生、功率要求低、操作成本低、不需要高真空设备进行分析等优点。在这项工作中，我们使用Applied Spectra的J200 LIBS仪器分析用于制造LiNiMnCoO2正极原料粉末的主要组成。LIBS基于先进的多元校正技术，为被测样品提供了准确和精确的分析性能。

岛津公司作为综合性的仪器生产商，为电池材料的性能测试和结构表征提供综合解决方案。X 射线光电子能谱仪（XPS）以光电效应为基础，致力于材料表面和界面的元素状态分析，不仅可以给出元素成分的半定量信息，还可以通过化学位移给出元素的价态信息，采用多模式氩离子刻蚀技术还可以提供沿深度的二维元素分布信息，同时可以实现原位充放电过程中的元素追踪检测；电子探针显微分析仪（EPMA）以聚焦电子束为探针，可以提供纳米尺度上的形貌像和微米尺度上元素分布信息，和SEM-EDS相比，EPMA 以其高稳定性的电子束流和波长色散的分光技术，提供更高分辨率的元素信息，在新材料开发和失效分析等领域有着不可替代的作用；扫描探针显微镜（SPM）可以查看纳米尺度上的样品形貌，追加可控气氛分析室可以观察不同气氛时样品表面情况，为表面分析和界面分析提供强有力的表征手段；X 射线衍射仪（XRD）致力于提供样品的晶体结构信息，可以实现原位充放电过程中的结构变化监测；能量色散型X射线荧光分析仪（EDX）具有高灵敏度、高分辨率以及卓越的通用性的特点，通过工作曲线法，以及具有专利的FP和背景FP法快速地进行元素的定性和定量测试，可应对电池三元材料及原材料的成分测试。此外，还有多种成分及结构分析 手段，如ICP、EDX用于正负极组分的检测、GC/GCMS用于电解液添加成分的检测、FTIR用于表面有机基团的检测、SALD用于材料粒径的检测等。

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锂离子电池具有能量密度高、循环时间长的特点，但锂离子电池也存在安全隐患。在电池热失控气体测试实验中，快速准确定性、定量逸出气体种类和含量尤其重要。9100FIR、AtmosFIR便携式傅里叶红外气体分析仪可定性定量气体种类包括CO2、CO、HCL、HF、HCN、C2H4、CH4、C2H6、C3H6、C7H8、C8H8、C8H10、C2H2、C6H14、C6H12等不少于55种气体。全程高温加热高温采样、高温粉尘过滤、高温分析，避免吸附性强、溶解性强、大分子量有机化合物冷凝造成的过程损失，实现锂电池逸出气体测量的“真、准、全”。

岛津公司作为综合性的仪器生产商，为电池材料的性能测试和结构表征提供综合解决方案。X 射线光电子能谱仪（XPS）以光电效应为基础，致力于材料表面和界面的元素状态分析，不仅可以给出元素成分的半定量信息，还可以通过化学位移给出元素的价态信息，采用多模式氩离子刻蚀技术还可以提供沿深度的二维元素分布信息，同时可以实现原位充放电过程中的元素追踪检测；电子探针显微分析仪（EPMA）以聚焦电子束为探针，可以提供纳米尺度上的形貌像和微米尺度上元素分布信息，和SEM-EDS相比，EPMA 以其高稳定性的电子束流和波长色散的分光技术，提供更高分辨率的元素信息，在新材料开发和失效分析等领域有着不可替代的作用；扫描探针显微镜（SPM）可以查看纳米尺度上的样品形貌，追加可控气氛分析室可以观察不同气氛时样品表面情况，为表面分析和界面分析提供强有力的表征手段；X 射线衍射仪（XRD）致力于提供样品的晶体结构信息，可以实现原位充放电过程中的结构变化监测；能量色散型X射线荧光分析仪（EDX）具有高灵敏度、高分辨率以及卓越的通用性的特点，通过工作曲线法，以及具有专利的FP和背景FP法快速地进行元素的定性和定量测试，可应对电池三元材料及原材料的成分测试。此外，还有多种成分及结构分析 手段，如ICP、EDX用于正负极组分的检测、GC/GCMS用于电解液添加成分的检测、FTIR用于表面有机基团的检测、SALD用于材料粒径的检测等。

岛津公司作为综合性的仪器生产商，为电池材料的性能测试和结构表征提供综合解决方案。X 射线光电子能谱仪（XPS）以光电效应为基础，致力于材料表面和界面的元素状态分析，不仅可以给出元素成分的半定量信息，还可以通过化学位移给出元素的价态信息，采用多模式氩离子刻蚀技术还可以提供沿深度的二维元素分布信息，同时可以实现原位充放电过程中的元素追踪检测；电子探针显微分析仪（EPMA）以聚焦电子束为探针，可以提供纳米尺度上的形貌像和微米尺度上元素分布信息，和SEM-EDS相比，EPMA 以其高稳定性的电子束流和波长色散的分光技术，提供更高分辨率的元素信息，在新材料开发和失效分析等领域有着不可替代的作用；扫描探针显微镜（SPM）可以查看纳米尺度上的样品形貌，追加可控气氛分析室可以观察不同气氛时样品表面情况，为表面分析和界面分析提供强有力的表征手段；X 射线衍射仪（XRD）致力于提供样品的晶体结构信息，可以实现原位充放电过程中的结构变化监测；能量色散型X射线荧光分析仪（EDX）具有高灵敏度、高分辨率以及卓越的通用性的特点，通过工作曲线法，以及具有专利的FP和背景FP法快速地进行元素的定性和定量测试，可应对电池三元材料及原材料的成分测试。此外，还有多种成分及结构分析 手段，如ICP、EDX用于正负极组分的检测、GC/GCMS用于电解液添加成分的检测、FTIR用于表面有机基团的检测、SALD用于材料粒径的检测等。

AKF-BT2015C锂电池专用卡尔费休水分仪能自动扣除漂移，操作便捷，能准确可靠地测出锂电池原料常用原料的含水量

锂电池作为一种新兴能源储备介质，其凭借绿色无污染以及可以循环使用等性能正受到人们 的高度关注。锂离子电池的制备工艺十分严格，一般的生产厂家均采用以下步骤：合浆、涂膜、 烘干、辊压、分切、组装等。在锂离子电池制作过程中，最初的电池浆料的治疗将影响后序所制 备电池的性能（如内阻和循环性能）。锂离子电池浆料是由活性物质（正负极材料）、黏结剂、 导电剂等，通过搅拌的方式均匀分散于溶剂中制备而成的。为了追求更优异的电化学性能，电池 行业对电极浆料的粒径要求更高，且正向纳米级方向发展。

钠电池三元前驱体材料主要以共沉淀法合成，将铁、钴、锰等水溶性盐溶液混合，然后与氨，碱混合，通过控制反应条件形成氢氧化物，前驱体材料中少量的有机物残留严重影响钠离子电池的性能。本文使用总有机碳分析仪TOC-L CPH和SSM-5000A固体样品模块，采用加酸预处理方法测试了钠电池前驱体粉末中总有机碳含量，间接测定了有机物残留量，该方法可以为锂电材料生产工艺监控提供参考。

锂离子电池由正极、负极、电解液与隔膜等部分组成。正极与负极材料的性能直接影响电池的使用性能与寿命。正负极材料中的碳、氢、氮、硫与氧的含量测试显得非常重要，尤其是碳作为负极材料真正起电化学活性的组分，其含量至关重要。德国元素Elementar 元素分析仪的卓越性能，可实现CHNS+O的全方面精准分析，为锂离子电池的发展保驾护航。

隔膜性能决定了电池的内阻和界面结构,进而决定了电池容量、安全性能、充放电密度和循环性能等特性。因此需满足如下一些特性1、好的化学稳定性一耐有机溶剂 2、机械性能良好一拉伸强度高,穿刺强度高 3、良好的热稳定性一热收缩率低，较髙的破膜温度 4、电解液浸润性一与电解液相容性好,吸液率高。 三氧化二铝作为一种无机物,具有很高的热稳定性及化学惰性,是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择。陶瓷涂覆特种隔膜特别适用于动力电池，它是以PP,PE或者多层复合隔膜为基体,表面涂覆一层纳米级三氧化二铝材料,经过特殊工艺处理,和基体粘接紧密，显著提高锂离子电池的耐髙温性能和安全性。为了尽量减少在制造陶瓷涂覆隔膜时使用易燃、有毒、昂贵和非环境有机溶剂，目前人们开始广泛使用水性陶瓷浆料，但水性陶瓷浆料的主要问题是分散稳定性差。水性陶瓷浆料的稳定性受到多种因素的影响，本文研究了表面活性剂浓度对其稳定性的影响。

隔膜性能决定了电池的内阻和界面结构,进而决定了电池容量、安全性能、充放电密度和循环性能等特性。因此需满足如下一些特性1、好的化学稳定性一耐有机溶剂 2、机械性能良好一拉伸强度高,穿刺强度高 3、良好的热稳定性一热收缩率低，较髙的破膜温度 4、电解液浸润性一与电解液相容性好,吸液率高。 三氧化二铝作为一种无机物,具有很高的热稳定性及化学惰性,是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择。陶瓷涂覆特种隔膜特别适用于动力电池，它是以PP,PE或者多层复合隔膜为基体,表面涂覆一层纳米级三氧化二铝材料,经过特殊工艺处理,和基体粘接紧密，显著提高锂离子电池的耐髙温性能和安全性。为了尽量减少在制造陶瓷涂覆隔膜时使用易燃、有毒、昂贵和非环境有机溶剂，目前人们开始广泛使用水性陶瓷浆料，但水性陶瓷浆料的主要问题是分散稳定性差。水性陶瓷浆料的稳定性受到多种因素的影响，本文研究了不同组分（粘结剂羧甲基纤维素钠（CMC）、无机粉体Al?O?、表面活性剂磺基琥珀酸酯（DLSS））的添加顺序对其稳定性的影响。

电动车的核心是电池，电池的关键是正极材料，正极材料性能的基础在前驱体。锂电池三元前驱体材料主要以共沉淀法合成，将镍、钴、锰的硫酸盐配制成可溶性的混合溶液，然后与氨，碱混合，通过控制反应条件形成类球形氢氧化物，前驱体材料中少量的有机物残留严重影响锂离子电池的性能。本文使用总有机碳分析仪TOC-L CPH和SSM-5000A固体样品模块，采用差减法和加酸预处理方法同时测试了锂电池前驱体粉末中总有机碳含量，间接测定了有机物残留量，同时进行了加标回收实验。实验结果表明，两种测试方法结果相吻合，加标回收率在96.0%-105%之间，该方法可以为锂电材料生产工艺监控提供参考。

目前﹐国内的聚乙烯(PE)装置多数采用气相法流化床反应技术,该技术对聚合反应原料的控制非常严格,乙烯作为主要的反应原料﹐进入反应器前要避免被氧化﹐选择在线微量氧分析仪﹐可实时监测氧体积分数。国内的PE装置主要采用GE的非耗尽型电化学微量分析仪,不像耗尽型微燃料电池一样需要经常标定及定期更换传感器,但该类传感器承压能力低﹐最高只能承受约34 kPa的压力,过压很容易损坏传感器。笔者以GE公司的微量氧分析仪为例,介绍PE装置中微量氧分析仪的应用。

电子产品迅猛发展，智能手机，电动车甚至电动汽车更新换代加快，这些电子产品都离不开电池，而电动汽车等新兴电子产品的出现，也对承担供能作用的电池提出了更高的要求。传统电池容量易达上限，循环利用率低，而今年来石墨制品在电池行业运用中受到青睐，主要是由于石墨制品的能源收集和存储能力强大，石墨制品在太阳能电池、染料电池、锂电池等电池行业大受欢迎。本文采用Microtrac 激光粒度粒形分析仪Sync测定石墨样品粒径分布和形状分析，寻找到合适的分散及测试条件，并同时对石墨样品的颗粒进行了形状分析，保证了测试的准确性和重现性，同时还提供了更多的颗粒表征参数，例如颗粒的长度，宽度，面积，体积，周长，球形度，圆度以及凹凸度等多于30种不同的参数（请见图7）。

锂离子电池由正极、负极、电解液与隔膜等部分组成。正极与负极材料的性能直接影响电池的使用性能与寿命。正负极材料中的碳、氢、氮、硫与氧的含量测试显得非常重要，尤其是碳作为负极材料真正起电化学活性的组分，其含量至关重要。德国元素Elementar 元素分析仪的卓越性能，可实现CHNS+O的全方面精准分析，为锂离子电池的发展保驾护航。

电解液在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。锂盐LIPF6是电解液酸度的主要来源，LIPF6水解会生成HF；热解会生成PF5，PF5遇水也能生成HF。所以，酸度计算最终是以氢氟酸来计算的。

本文针对锂离子电池材料导热系数测试方法，评论性概述了近些年的相关研究文献报道，研究分析了这些导热系数测试方法的特点，总结了电池材料导热系数测试技术所面临的挑战，从热分析仪器市场化角度提出了迎接这些挑战的技术途径。

摘要：氢能作为推动由传统化石能源向绿色能源转变的清洁能源，其能量密度是石油的 3 倍、煤炭的 4.5 倍，被视为未来能源革命的颠覆性技术方向。而氢燃料电池是实现氢能转换为电能利用的关键载体，在碳中和、碳达峰目标提出后，世界各国高度重视氢燃料电池技术，以支撑实现低碳、清洁发展模式。这也对氢能及氢燃料电池产业链的相关材料、工艺技术和表征手段等方面提出了更高要求。气体吸附技术是材料表面物性表征的重要方法之一，使用国仪量子自主研发的 V-sorb X800 系列静态容量法比表面及孔径分析仪，基于物理吸附分析能够得到材料的比表面积、孔容及孔径分布等参数；此外，国仪量子自主研发的 H-SorbX600PCT 高压储氢吸附仪可以对材料的储氢能力进行表征，进而能对材料的催化、吸附和储氢等性能做一个基础评估，在以氢燃料电池为主的氢能利用中发挥着至关重要的作用。

锂离子电池被广泛应用于手机以及笔记本电脑等家用电器中。今后，作为交通工具的飞机、混合动力车（HV）以及电动车（EV）等对锂离子电池的需求也将显著增加，为此，锂离子电池需要具备更高的功率、效率，以及更长的使用寿命、更高的安全性。锂离子电池由阳极、阴极、电解液、分离器等部分组成，为提高性能，需要使用仪器对每个组成部分以及整个电池进行详细的特性评价和解析。本文向您介绍使用热分析法对锂离子电池进行热特性评价的示例。

锂离子电池（LIB）一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。锂离子电池的工作原理是基于锂离子在石墨阳极的碳层或阴极的晶体结构之间的反复嵌入/脱嵌循环。电极的成分和层厚等对锂离子电池的性能和应用有着重要的影响，准确分析测定这些参数对研发者和使用者都有着重要的意义。通常用SEM/EDS分析锂离子电池电极的成分和层厚，但是存在需要切面处理，制样和分析时间较长等问题。我们提出利用Spectruma辉光放电光谱仪，快速且精确地测试这两个参数的解决方案。

电池生产中的废水主要来源有电池生产线清洗浆料的废水；调配浆料中洒漏的药剂废水；清洗生产地面的废水。电池生产中的废水含有大量的Zn2+， Mn2+， Hg2+等重金属离子，不加治理排放，将对环境造成污染。在生产过程中使用含汞、锌、锰和淀粉等原料，在电液配制、糊化、洗碳棒头等生产过程中排出的废水重金属污染物浓度平均为:汞0.08mg/L、锌315mg/L、锰73mg/L，直接排放，对环境造成较严重的污染。通过对电池废水水质和废水排放特点的分析，确定如下工艺流程:废水从调节池自流至反应池，在反应池的入口与出口处分别加入三组药剂，再由进流泵将经过混凝反应的废水泵入净化器内处理，处理后的清水从顶部流出，污泥从底部排入污泥浓缩罐，经污泥浓缩罐及污泥贮罐浓缩后脱水运走。哈希电池行业监测方案，重点分析了废水处理的流程与水质特点，并根据不同特点给出解决方案，更好的助力您的水质分析测试。更多精彩内容如实际应用案例等，请您下载后查看。

随着现代电子信息技术产业的飞速发展，电池在工业、国防、科技、生活等领域的应用越来越广泛，这使得电池的市场需求不断提高。电池在生产制造过程中引入的异物及杂质是影响电池品质和性能的一大主要问题。从正极、负极及电芯的生产，到电池模块的组装和测试，电池制造过程的各个阶段都可能混入异物及杂质，进而导致各种问题。例如，电池材料中引入金属杂质，可造成电池自放电的严重问题。电池材料中的异物及杂质会使电池的使用效率降低，性能退化加速，甚至电池发生内短路。因此，全面研究分析电池中出现的异物及杂质是非常必要的。如何快速分析电池材料中的异物及杂质成为人们关注的重点。本应用将以出现异物的钠离子电池正极材料为例，展示如何通过XPS来实现对电池材料中异物成分的快速分析。

应用介绍：大量的资源被引入电池研究，旨在寻找更好的新材料，具有更高的功率密度，能更有效地储存能量。电池研究的进步需要复杂的仪器，用于电池以及电池材料的生产和表征。瑞士万通为您提供锂电池研究的顶级的分析仪器，以及专业、一流、现场的服务。

XAFS技术在电池材料，尤其是正材料，在充放电过程中化学态的分析，有着重要的意义，可以帮助科学家们了解电材料的制备过程，电池组装，运行条件等因素对其化学态的影响，有利于人们更深入地了解电池的工作原理，优化电池结构的设计。采用easyXAFS公司生产的台式XAFS/XES谱仪，科学家们能够方便的通过XANES技术对一系列电材料的化学态进行分析，包括充电和放电态，如LiCoO2, VOPO4, NMC（镍锰钴三元电材料）等等。