一种六氟磷酸锂溶液的检测方法技术

本发明专利技术涉及锂电池电解液的检测技术领域，具体的涉及一种六氟磷酸锂溶液的检测方法，通过气相色谱仪检测六氟磷酸锂溶液的气相成分中所含的挥发性成分POF3的含量，从而反向推测出六氟磷酸锂溶液生成过程中杂质水分的介入程度。本发明专利技术以有害杂质POF3的含量作为评价六氟磷酸锂溶液品质的新的检测指标，在氢氟酸、水分、金属离子等现有技术检测的基础上，更进一步的去判定锂盐的品质。本发明专利技术操作简单快速、成本低，具有更好的操作性和实用性，对锂电池产品的质量控制具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池电解液的检测
，具体的涉及。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、比功率大、循环性能好、无记忆效应、无污染等特点，目前已广泛应用于电子数码产品中，同时也是未来电动汽车能源的理想选择。锂电池电解液由有机溶剂和锂盐电解质组成，目前常用的锂盐电解质有高氯酸锂(LiC104)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)等，其中LiPF6具有良好的导电性和电化学稳定性，是目前应用范围最广的锂盐电解质。由于LiPFf^A质量直接影响到电解液的品质以及应用于锂离子电池中的电池性能，因此，LiPF6品质的监测对于电解液十分关键。目前锂电池电解液行业使用的锂盐LiPF6有两种形态，一种为固体形式提供的纯净LiPF6，另一种为液体形式的LiPF6溶液，通常是溶解于有机溶剂。然而，LiPF6S在以下缺陷: 1)热稳定性较差，受热情况下(通常认为大于90°C)会发生分解反应:LiPF6 — LiF + PF5 PF5是一种活泼的气体，强的氟化试剂，遇水会进一步发生反应:PF5+H20 — POF3 +2HF PF5的存在会引起有机溶剂或电解液中质子溶剂杂质等的聚合，生成可溶性单聚物、二聚物、齐聚物，随着聚合物中共轭体系的增加，聚合物光谱红移显现成色基团，导致电解液色度增大； 2)对水分和氢氟酸(HF)敏感，容易发生分解反应:LiPF6+H20 — POF3 +2HF+LiF 因此，作为最终产物的氢氟酸(HF)在LiPF6溶液中普遍存在。而LiPF6制造工艺过程中最复杂、最关键的技术是如何以最廉价的原料、最简单的工艺，获得符合锂离子电池质量要求的LiPF6产品，尤其是如何使LiPF6产品的含水量、含酸量达到质量要求。由此，无论对固体LiPF6还是LiPF6溶液的品质来说，水分、氢氟酸始终是重要的监控指标。现有技术中，对LiPF6溶液的检测方法主要是直接抽样进行全项检测，如水分、酸度、不溶物、金属离子等多个检测指标来判断锂盐的品质，但对于分解反应中伴随氢氟酸(HF)所产生的杂质POF3却不予关注也不检测。研究发现，即使LiPF6溶液检测的氢氟酸、水分、金属离子等指标相同，不同来源的LiPF6溶液所制备的电解液还是存在差异，比如LiPF6溶液生产的电解液，与纯净固体LiPF6生产的电解液相比，即使相应的检测指标相同，但仍存在刺激性气味较大、容易变色等问题。因此，现有技术的检测指标并不能很好地判断LiPF6溶液的品质，而且这种检测方法操作非常繁琐，需要用到水份测定仪、酸碱滴定、过滤、烘烤、气相色谱等一系 列工序，使得检测花费的时间长。再者，直接检测LiPF6溶液会对气相色谱分离柱产生腐蚀，造成设备使用、维护等检测成本高。由此，该方法的操作性和实用性较差，不利于对LiPF6溶液的质量控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种操作简单快速、成本低、以有害杂质POF3的含量作为溶液品质评价指标的六氟磷酸锂溶液的检测方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现: 提供，包括以下步骤: 1)密封保存: 将六氟磷酸锂溶液样品存储于密封的容器中，并使密闭容器中预留1/5 1/3的体积以容纳挥发性气体，放置一段时间后，对容器内六氟磷酸锂溶液上方的挥发性气体进行抽样； 所述六氟磷酸锂溶液包括以下重量百分比的组分: 六氟磷酸锂:5% 40% ； 有机溶剂:60% 95% ； 2)对抽样气体成分中的POF3进行定量分析: 采用气相色谱仪对抽样气体成份中的POF3进行定量分析，以POF3含量来判定六氟磷酸裡溶液的品质。优选的，所述六氟磷酸锂溶液包括以下重量百分比的组分: 六氟磷酸锂:10% 35% ； 有机溶剂:65% 90%。优选的，所述有机溶剂为碳酸酯类或羧酸酯类有机溶剂。更优选的，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯中的任意一种或一种以上的混合物。更优选的，所述羧酸酯类有机溶剂为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的任意一种或一种以上的混合物。本专利技术的检测方法的反应原理如下: 在LiPF6溶液中，挥发的气相成份中存在较高含量的杂质POF3,并且电池性能与气相成份中POF3的含量有关联。而六氟磷酸锂溶液中的POF3主要通过以下反应生成的: 1)LiPF6受热发生分解反应，生成PF5:LiPF6 — LiF + PF5 PF5与水进一步发生反应，生成POF3:PF5+H20 — POF3 +2HF 2)LiPF6遇水发生分解反应，生成POF3:LiPF6+H20 — POF3 +2HF+LiF 上述两种方式均会产生POF3,而POF3具有挥发性，所以通过从LiPF6溶液挥发的气体成分中检测出POF3的存在和含量，就能够反向推测出LiPF6溶液生成过程中杂质水分的介入程度，以及POF3在溶液中含量，从而可以对LiPF6溶液的品质作出判断。本专利技术的有益效果: 本专利技术提供了一种新的检测六氟磷酸锂溶液的方法，通过气相色谱仪检测六氟磷酸锂溶液的挥发气体中POF3的含量，从而反向推测出六氟磷酸锂溶液生成过程中杂质水分的介入程度，而水分是评价六氟磷酸锂溶液品质的重要监控指标，因此，本专利技术以有害杂质POF3的含量作为评价六氟磷酸锂溶液品质的新的检测指标，在氢氟酸、水分、金属离子等现有技术检测的基础上，更进一步的去判定锂盐的品质。与现有技术直接对六氟磷酸锂溶液的氢氟酸、水分、金属离子等指标进行检测的方法相比: 1)本专利技术是对挥发性气体成分进行分析而避免直接分析六氟磷酸锂溶液，从而防止含有锂盐的有机溶液对气相色谱仪分离柱的腐蚀，延长了色谱分离柱的使用寿命，减少了气相色谱仪的运营成本； 2)对于锂电池生产厂家而言，本专利技术只需要简单地抽取六氟磷酸锂溶液中挥发性气体的样品进行POF3定量检测分析，即可快速地从检测结果中判断LiPF6溶液的品质。因此，本专利技术的检测方法具有更好的操作性和实用性，这对于锂电池产品的质量控制具有重要的意义。附图说明图1为本专利技术的六氟磷酸锂溶液的检测方法的实施例1的样品A的挥发气体成份中POF3检测气相色谱图。图2为本专利技术的六氟磷酸锂溶液的检测方法的实施例1的样品B的挥发气体成份中POF3检测气相色谱图。图3为本专利技术的六氟磷酸锂溶液的检测方法的实施例1的样品C的挥发气体成份中POF3检测气相色谱图。具体实施例方式下面结合实施·例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1 LiPF6溶液中POF3含量的检测 I)制备LiPF6溶液 样品A:为某供应商直接提供的LiPF6溶液，其中有机溶剂EMC为70wt%，LiPF6为30wt%o样品B、样品C分别采用固体LiPF6配制而成。配制方法: 在充氩气的手套箱中(水分< lOppm，氧份< 3ppm)中，称取高纯有机溶剂EMC 700克，向溶液中缓慢加入300g固体LiPF6，并控制加入过程中溶液温度不超过30°C，搅拌均匀后，制成 LiPF6 溶液(70wt% EMC, 30wt% LiPF6)搁置备用。2) POF3含量测定 预先将用于密封的容器清洗、120度烘24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六氟磷酸锂溶液的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：1）密封保存：将六氟磷酸锂溶液样品存储于密封的容器中，并使密闭容器中预留1/5～1/3的体积以容纳挥发性气体，放置一段时间后，对容器内六氟磷酸锂溶液上方的挥发性气体进行抽样；所述六氟磷酸锂溶液包括以下重量百分比的组分：六氟磷酸锂：?5%～40%；有机溶剂：60%～95%；2）对抽样气体成分中的POF3进行定量分析：采用气相色谱仪对抽样气体成份中的POF3进行定量分析，以POF3含量来判定六氟磷酸锂溶液的品质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁祥欢，陈斯宗，侯建波，
申请(专利权)人：东莞市杉杉电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：