[发明专利]电解质锂盐中微量游离酸的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料分析测试领域，特别是涉及一种电解质锂盐中微量游离酸的检测方法。

背景技术

锂离子电池是20世纪90年代出现的绿色高能环保电池，相对于传统的二次电池来说，他具备工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、可快速充放电等独特的性质。基于这些优点，锂离子电池得到突飞猛进的发展。

除电极材料的因素外，锂离子电池的优势和不足都与电解质性质密切相关。常用的锂盐有六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟锡酸锂、六氟锗酸锂等无机锂盐以及三氟甲基磺酸锂、二（三氟甲基磺酸）亚胺锂等有机锂盐。影响锂电池性能较大的指标有：游离酸、水分、杂质金属离子等。其中游离酸主要是由原料引入、制备过程以及产品分解等带来，通常在锂电行业中游离酸折算为HF表示。游离酸的含量对锂电池的应用有举足轻重的影响，一方面H+能腐蚀电极，造成正极材料的溶解破坏，并对电极表面SEI膜和电解液自身稳定性产生干扰。另一方面，H+在电池的首次充放电过程中，促使在碳负极表面上直接还原生成氧化锂、氢氧化锂以及氢气等等，消耗掉电池中有限的锂离子，造成电池不可逆容量与内压的增大，致使电化学性能的改善不利。

因此，锂盐（六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟锡酸锂、六氟锗酸锂、二（三氟甲基磺酸）亚胺锂）中游离酸的含量应控制在较小的范围内，建立一种快速准确的酸度检测的方法尤为重要。目前对酸度的检测方法的报道鲜见，有学者采用动力学的方法来分析热重脱出LiPF₆·HF中的HF的含量。此方法设备较为昂贵，且检测时间较长。行业标准HG/T4066～4067-2008使用电位滴定检测六氟磷酸锂酸度，由于滴定时间长，样品不稳定易分解，从而导致结果偏高的情况，故存在结果准确度不高的情况。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种快速准确测定电解质锂盐（六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟锡酸锂、六氟锗酸锂、二（三氟甲基磺酸）亚胺锂）中微量游离酸的检测方法。

具体的技术方案如下：

一种电解质锂盐中微量游离酸的检测方法，包括如下步骤：

（1）量取一定量温度为0-4℃的去离子水，加入溴百里香酚蓝指示剂，以0.005～0.1mol/l的氢氧化钠为滴定剂，用数字滴定器滴定至蓝绿色；

（2）称取一定量的锂盐，加入到步骤（1）滴定后的去离子水中，溶解并静置后，以0.005-0.1mol/l的氢氧化钠为滴定剂，用数字滴定器滴定至蓝绿色，通过消耗的氢氧化钠的体积计算锂盐中游离酸的含量。

本发明检测所使用的去离子水的温度为0-4℃，使用低温冷冻的蒸馏水，可以有效的防止部分锂盐（如六氟磷酸锂）的分解，HF的挥发，提高样品的溶解度（如三氟甲基磺酸锂）。

在其中一个实施例中，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟锡酸锂、六氟锗酸锂或二（三氟甲基磺酸）亚胺锂。

在其中一个实施例中，步骤（2）中所述锂盐与去离子水的质量比为1:10-200。

对于游离酸含量较小的情况，锂盐与去离子水的比例太小，易引起较大检测误差，同样比例太大，溶解过程较慢、影响检测结果，故选择1:200-1:10较合适。

在其中一个实施例中，所述静置时间为0-1min。

本发明的优点如下：

本发明检测方法使用的去离子水的温度为0-4℃，使用低温冷冻的蒸馏水，可以有效的防止部分锂盐的分解、HF的挥发，提高样品检测的准确性。本发明采用数字滴定器测定锂盐（六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟锡酸锂、六氟锗酸锂、二（三氟甲基磺酸）亚胺锂）中游离酸，具有分析时间短，操作简单，精密度高等特点，用于锂盐中微量游离酸的测定，结果准确度高、重复性好，适用范围广。而且该方法简便易行，可用于生产中的在线分析。

附图说明

图1为室温下不同静置时间对LiPF₆酸度检测结果的影响；

图2为蒸馏水温度对LiPF₆酸度检测的影响；

图3为采用不同仪器对酸度检测的影响（A：采用微量滴定管测试，B：采用电子滴定器测试）。

具体实施方式

试剂与仪器