LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Water in lithium ion battery materials

Aplikace | 2019 | MetrohmInstrumentace
Titrace Karl Fischer
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Metrohm

Souhrn

Význam tématu


Vláha ve složkách lithium-iontových baterií musí být minimalizována, aby se zabránilo chemickým reakcím vody se solí LiPF₆ vedoucím k vytváření agresivního kyanovodíku a hydrofluorové kyseliny. Přísný limit obsahu vody (<20 mg/kg) přímo ovlivňuje životnost, bezpečnost a výkonnost baterií. Analytické stanovení vody v různorodých matricích (rozpouštědla, uhlíkové materiály, suspenze, fólie, separátory) proto hraje klíčovou roli v průmyslové praxi, výzkumu a zajištění kvality (QA/QC).

Cíle a přehled studie / článku


Publikace popisuje robustní postupy pro spolehlivou a přesnou kvantifikaci obsahu vody v surovinách a mezivýrobcích lithium-iontových baterií. Metodika zahrnuje:
  • přímou coulometrickou Karl Fischer titraci aprotických rozpouštědel,
  • techniku plynové extrakce s vložným železem (vial oven) pro pevné, viskózní a adsorbující materiály,
  • adaptace parametrů pro různé typy vzorků (karbonová anoda, NMP slurrie, fólie, separátory, elektrolyty).

Použitá metodika a instrumentace


Metody se liší podle vlastností vzorku:
  • Direct coulometric titration – vhodná pro polární aprotické elektrolytická rozpouštědla, rychlá indikace bez vedlejších reakcí.
  • Gas extraction oven technique – vhodné pro pevné vzorky (uhlíkové materiály, fólie, separátory) a viskózní suspenze. Vzorek se umístí do pece (120–180 °C), uvolněná voda je přepravována inertním plynem (N₂) do titrační cely.
Instrumentace:
  • Coulometric KF titrátor se zdvojenou Pt elektrodou a generátorovou elektrodou (s/bez diaphragmy),
  • Magnetické míchadlo,
  • Vial oven pro automatizované plynové extrakce,
  • Inertní plyn (dusík),
  • Reagencie anolyty a kyselé katalyzátory přizpůsobené typu analýzy.

Hlavní výsledky a diskuse


Optimalizace parametrů (polární proud, drift, relativní driftové kritérium, teplota pece, doba extrakce) umožnila dosáhnout reprodukovatelnosti na úrovni jednotek µg H₂O. Přímá titrace potvrdila rychlost a přesnost u solventů, kde nevznikají vodíkové vazby. Plynová extrakce ve vložné peci zefektivnila analýzu karbonové anody, NMP slurrie i tenkých fólií, minimalizovala potřebu čištění titrační cely a zlepšila opakovatelnost v homogenních i heterogenních vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody


Metody Karl Fischer titrace nabízejí:
  • Splnění přísných limitů vlhkosti v surovinách i finálních produktech,
  • Vysokou citlivost (µg úroveň),
  • Možnost integrovat automatizované vzorkovače (vial oven),
  • Široký rozsah aplikací v QA/QC, vývoji materiálů a výrobních linkách baterií.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj se očekává v oblasti automatizace (robotické vzorkovače, inline měření), miniaturizace KF zařízení, integrace s datovou analýzou a AI pro pokročilou detekci anomálií. Hybridní metody spojující coulometrickou KF s bezkontaktními technikami (spektrální či mikrovlnná analýza) mohou nabídnout rychlejší screening a vyšší propustnost laboratoře. Digitální propojení instrumentace (Industry 4.0) umožní real-time monitorování vlhkosti ve výrobě bateriových článků.

Závěr


Coulometrická Karl Fischer titrace a plynová extrakce s vložnou pecí představují spolehlivé, přesné a univerzální metody pro stanovení obsahu vody v materiálech používaných při výrobě lithium-iontových baterií. Jejich aplikace zajišťuje dodržování norem a zlepšuje kvalitu surovin i hotových komponent.

Reference


  • Metrohm Application Bulletin 280 – Automatic Karl Fischer water content determination with the 874 Oven Sample Processor

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Water in insulating oils, hydrocarbons, and their products
Application Bulletin 209/3 e Water in insulating oils, hydrocarbons, and their products Accurate and reliable determination by Karl Fischer titration Branch Energy, power plants; petrochemistry, biofuels; organic chemistry; solvents Keywords Karl Fischer titration; coulometric titration; KFC; gas extraction; vial oven…
Klíčová slova
titration, titrationcoulometric, coulometrickarl, karlfischer, fischerwater, waterdrift, driftdetermination, determinationsample, samplecheck, checkcontent, contentoven, ovenvial, vialcontacts, contactssize, sizeexpected
Coulometric water content determination according to Karl Fischer
Application Bulletin 137/6 e Coulometric water content determination according to Karl Fischer Application Bulletin 137/6 e Coulometric water content determination according to Karl Fischer Branch Example for iodine: 2 I- - 2 e- → I2 All branches 126.9 g iodine…
Klíčová slova
coulometric, coulometricgenerator, generatorkarl, karlfischer, fischertitration, titrationelectrode, electrodewater, waterdrift, driftdiaphragm, diaphragmcontent, contentdetermination, determinationiodine, iodinetoo, tooshould, shouldindicator
Automated water content determination with the 874 Oven Sample Processor
Application Bulletin 280/3 e Automated water content determination with the 874 OSP Application Bulletin 280/3 e Automated water content determination with the 874 Oven Sample Processor Branch All branches Keywords Titration; Karl Fischer titration; coulometric; gas extraction; oven technique; automation;…
Klíčová slova
titration, titrationwater, waterdrift, driftkarl, karlfischer, fischertartrate, tartrateconditioning, conditioningdihydrate, dihydratevalue, valuecoulometric, coulometricgas, gasdetermination, determinationoven, ovenblank, blankcontent
852 Titrando
852 Titrando
2020|Metrohm|Manuály
852 Titrando Manual 8.852.8003EN / 2020-08-10 Metrohm AG CH-9100 Herisau Switzerland Phone +41 71 353 85 85 Fax +41 71 353 89 01 [email protected] www.metrohm.com 852 Titrando Manual 8.852.8003EN / 2020-08-10 Technical Communication Metrohm AG CH-9100 Herisau [email protected] This documentation…
Klíčová slova
titration, titrationelectrode, electrodeconnecting, connectingcoulometer, coulometerpolarization, polarizationdosing, dosingtouch, touchremote, remotegenerator, generatormsb, msbkarl, karlcable, cablecell, cellfischer, fischeripol
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
FacebookX (Twitter)LinkedInYouTube
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.