《储能材料与器件分析测试技术》课件-项目七 化学成分分析

1.主元素含量测试与分析01主元素含量测试的必要性02电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）03ICP-OES仪器组成04ICP-OES方法的应用01主元素含量测试的必要性一、主元素含量测试的必要性（一）锂电池的容量与主元素含量紧密相关例如，在常见的锂离子电池正极材料如钴酸锂（LiCoO₂）中，锂元素的含量对电池容量有直接影响。锂在充放电过程中会在正极和负极之间嵌入和脱出，其含量的多少决定了可以参与电化学反应的锂离子数量。如果锂元素含量不足，那么能够提供的电量就会减少，导致电池容量达不到设计要求。一、主元素含量测试的必要性（二）主元素含量会影响电极材料的导电性仍以三元材料为例，其中钴元素有助于提高材料的导电性。当钴含量合适时，能够降低电池在充放电过程中的内阻，使得电子传输更加顺畅，从而提高充放电效率。如果钴元素含量过低，电极材料的导电性变差，会导致电池在充电时充电速度变慢，放电时不能有效地释放电能。一、主元素含量测试的必要性（三）主元素含量的精准控制对于维持电极材料的结构稳定性至关重要在多次充放电循环过程中，电极材料的结构可能会发生变化。例如，在锂金属负极中，如果锂含量过高或者分布不均匀，在电池循环过程中可能会出现锂枝晶的生长。锂枝晶不仅会消耗锂元素，导致电池容量下降，还可能刺破隔膜，造成电池内部短路，严重影响电池的循环寿命。一、主元素含量测试的必要性（四）对于正极材料，合适的主元素含量可以保证其在循环过程中的结构完整性如锰酸锂（LiMn₂O₄）电池，锰元素的含量和存在形式会影响材料在循环过程中的结构稳定性。如果锰元素在循环过程中发生溶解等情况，会破坏正极材料的结构，使电池的循环寿命缩短。02电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）二、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）原理利用电感耦合等离子体作为激发源，使样品中的元素原子化并激发，发射出特定波长的光，通过检测光的强度来确定元素的含量。二、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）特点可以同时测定多种元素，分析速度快，效率高；具有较高的灵敏度和准确度，能检测到较低含量的元素；线性范围宽，可同时测定高含量和低含量的元素；但需要对样品进行消解等前处理，消解效果可能影响结果的准确性，且仪器成本较高，运行和维护费用也相对较高。03ICP-OES仪器组成主要组成部分三、ICP-OES仪器组成进样系统激发源分光系统检测器和控制数据管理系统三、ICP-OES仪器组成（一）进样系统进样系统是将样品引入仪器激发光源的装置，主要液体、气体和固体进样三种方式。通常采用液体进样方式，其主要组成部分为蠕动泵、雾化器和雾化室。三、ICP-OES仪器组成（二）激发源激发源的作用是提供试样蒸发、原子化、激发所需的能量。等离子体激发光源主要由射频发生器、耦合线圈等离子体矩管和供气系统等几部分构成。射频发生器主要有自激式和它激式两种。三、ICP-OES仪器组成（三）分光系统分光系统的作用是将由不同波长辐射复合而成的光按照波长依次展开获得光谱。电感耦合等离子体发射光谱仪中常见的分光系统主要由棱镜、光栅。三、ICP-OES仪器组成（四）检测器用于光电转换的电子装置，由光电转换器件将光强度转换成电信号，在积分放大后，通过输出装置给出定性或定量分析结果。目前常用的有真空光电检测器（光电倍增管，PMT）和固态光电检测器两类，其中固态检测器分电感耦合型检测器CCD、电荷注入型检测器CID或互补金属氧化物半导体类型检测器CMOS等。三、ICP-OES仪器组成（五）控制与数据管理系统控制与数据处理系统由计算机和相应软件组成，实现对仪器的操作、各种参数调节和控制、测定及数据处理等。04ICP-OES方法的应用四、ICP-OES方法的应用测试过程：称取约0.2000克样品于聚四氟乙烯烧杯中，加入10ml高氯酸，在电热板上加热至样品全部溶解为澄清状态，待溶液冷却后转移至50ml容量瓶中定容，同时制备样品空白，此溶液待测杂质元素，将该溶液稀释50倍后测试主量元素。仪器参数仪器型号iCAPPRO等离子体参数观测方式径向观测泵速45rpm雾化器同心雾化器RF功率1150W炬管可拆卸石英炬管雾化气0.6L/min中心管2.0mm石英中心管辅助气0.5L/min雾室旋流雾化室冷却气12.5L/min四、ICP-OES方法的应用主含量元素每20分钟测试一次，共测试7次，测试稳定性如下，主量元素测试相对标准偏差均小于1%。样品/元素Fe271.441P214.914Li670.7911-134.6919.334.421-234.8719.554.441-334.6719.484.431-434.4719.514.411-534.3319.474.371-634.6319.624.431-734.2019.474.35平均值34.5519.494.41标准偏差0.230.090.03相对标准偏差%0.660.460.76总结01主元素含量测试的必要性02电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）03ICP-OES仪器组成04ICP-OES方法的应用

2.杂质元素含量测试与分析01杂质元素含量测试的必要性03电位滴定装置04滴定终点的确定02滴定法原理05图解法确定滴定终点01杂质元素含量测试的必要性一、杂质元素含量测试的必要性（一）确保电池安全性锂电池中的杂质元素，如铁（Fe）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质，可能会在电池充放电过程中积累，导致电池内部短路，增加自放电风险，甚至可能引发电池起火或爆炸。一、杂质元素含量测试的必要性（二）保障电池性能正极材料中的元素配比和杂质控制是产品生产过程中重要的质量控制环节。负极材料和电解液的杂质含量对锂电产品的安全性能有着重要影响。电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)因其复杂基体耐受能力、分析速度和线性动态范围，已成为锂电生产中检测常量元素及微量杂质元素的重要工具。一、杂质元素含量测试的必要性（三）符合行业标准锂离子电池相关标准，如GB/T20252-2014《钴酸锂》、GB/T24533-2009《锂电池石墨负极材料》等，规定使用ICP-OES或等同性能分析仪器测试常量元素及微量杂质元素，并对磁性物质进行分析，以确保电池材料的质量和性能。一、杂质元素含量测试的必要性（四）提高电池寿命电解液中的杂质也会对固体电解质界面膜（SEI）产生负面影响，影响电池的循环稳定性和寿命。通过测试和控制杂质元素，可以提高电池的使用寿命。02滴定法原理二、滴定法原理化学滴定分析根据滴定所消耗的标准溶液的浓度和体积以及被测物质与标准溶液所进行的化学反应计量关系，利用指示剂颜色的变化来指示终点的滴定分析方法。可以分为：酸碱滴定法、氧化还原滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法。二、滴定法原理电位滴定法利用电极电位的变化来确定滴定终点。在滴定过程中，随着滴定剂的逐渐加入，溶液中的化学反应会导致电极电位发生变化。当反应达到化学计量点时，电极电位会发生突跃，通过检测这一突跃点可以确定滴定终点，从而计算出样品中目标物质的含量。03电位滴定装置滴定过程三、电位滴定装置在被测物的溶液中插人相应的指示电极和参比电极组成原电池，将它们连接在电子电位计上。在不断搅拌下,用滴定管加人滴定剂，并记录滴定剂体积和电池的电动势。随着滴定的进行，被测离子浓度减小，导致指示电极的电位也发生变化。化学计量点附近，被测离子浓度的发生突变，引起电位的突变。因此，测量电池电动势的变化即可确定滴定终点。三、电位滴定装置01终点确定没有主观性，不存在观测误差，结果更准确；02可进行有色液、浑浊液及无合适指示剂的样品溶液滴定；03易实现连续、自动和微量滴定；04可用于弱酸或弱碱的离解常数、配合物稳定常数等热力学常数的测定；电位滴定法与经典滴定法相比用于准确地向溶液中加入滴定剂。滴定管设计要求具备精密的刻度，确保滴定试剂的加入量可以精确控制，从而为后续的电位测量提供准确的数据。三、电位滴定装置（一）滴定管作用负责感应溶液电位变化的核心部件。常用的指示电极有玻璃电极和金属电极。玻璃电极多用于酸碱滴定，因其对氢离子浓度变化敏感。指示电极的工作原理是通过电极与溶液之间的电位差来反映溶液中被测物质的浓度变化。三、电位滴定装置（二）指示电极作用提供稳定的参考电位，确保测量结果的准确性。常见的参比电极有饱和甘汞电极和银/氯化银电极。参比电极的稳定性直接影响到电位滴定的精确度，因此其材料与设计都必须符合高标准。三、电位滴定装置（三）参比电极作用确保溶液在滴定过程中充分混合，使反应均匀进行，提高滴定的准确性和精密度。搅拌装置通常由磁力搅拌器或机械搅拌器组成，可以根据需要调整搅拌速度。三、电位滴定装置（四）搅拌装置作用04滴定终点的确定四、滴定终点的确定滴定过程中记录标准溶液消耗体积(ml)和响应电动势(mV)，计算出△E、△V、△E/△V(一级微商)、△²E/△²V(二级微商)，表1是一典型的电位滴定计量点附近数据记录及数据处理表。典型的电位滴定部分数据05图解法确定滴定终点滴定剂的体积V为横坐标电动势E（电位计读数）为纵坐标作图得到E-V曲线，如图所示。曲线的转折点（拐点）所对应的体积V。即为滴定终点的体积。五、图解法确定滴定终点（一）E-V曲线法又称一阶微商法。以相邻两次加入滴定剂体积的算术平均值为横坐标△E/△V（滴定剂单位体积变化引（起电动势的变化值）为纵坐标作图，得到曲线，如图所示。曲线的最高点所对应的体积V即为滴定终点体积。五、图解法确定滴定终点（二）△E/△V-V曲线法又称二阶微商法。以V为横坐标，△²E/△V²（滴定剂单位体积改变所引起△E/△V的变化）为纵坐标作图，得到△²E/△V2-V曲线，如图所示。△²E/△V²=0所对应的体积V。即为滴定终点体积。五、图解法确定滴定终点（三）△²E/△V²-V曲线法总结01杂质元素含量测试的必要性02滴定法原理03电位滴定装置04滴定终点的确定05图解法确定滴定终点3.阴离子的测定与分析01常见的锂电池材料阴离子及作用02阴离子测定方法03阴离子分析04阴离子对电池性能的影响01常见的锂电池材料阴离子及作用一、常见的锂电池材料阴离子及作用磷酸根离子（PO₄³⁻）磷酸根离子作为聚阴离子结构的一部分，能够稳定材料的晶体结构，提高电池的循环稳定性和安全性。它通过与锂离子的可逆脱嵌反应，实现电池的充放电过程，并且其稳定的结构可以抑制正极材料在充放电过程中的体积变化。一、常见的锂电池材料阴离子及作用氟离子（F⁻）氟离子可以与锂离子形成稳定的络合物，提高锂离子在电解质中的迁移速率，从而增强电池的电化学性能。同时，氟离子还可以在电极表面形成稳定的SEI膜，保护电极材料免受电解液的进一步侵蚀。一、常见的锂电池材料阴离子及作用草酸根离子（C2O4²⁻）在新型的草酸亚铁锂等正极材料中，草酸根离子不仅作为结构骨架的一部分，还具有电化学活性，能够参与氧化还原反应，为电池提供额外的容量，同时也有助于提高材料的结构稳定性和电子导电性。02阴离子测定方法二、阴离子测定方法离子色谱法离子色谱仪离子色谱法是通过离子交换树脂或其他离子交换材料，将不同种类的阴离子分离，再根据它们的洗脱顺序和峰形来分析阴离子的种类和浓度。核磁共振法利用核磁共振现象来检测阴离子，根据核磁共振谱图来分析阴离子的化学环境和结构信息，是一种非破坏性的分析方法。二、阴离子测定方法核磁共振法核磁共振谱仪二、阴离子测定方法X射线吸收光谱法X射线吸收光谱图X射线吸收光谱法通过测量阴离子对X射线的吸收特性来分析其种类和结构，是一种对阴离子进行定性和定量分析的强大工具。二、阴离子测定方法毛细管电泳法毛细管电泳仪毛细管电泳法利用电场将不同种类的阴离子通过毛细管分离，实现高效、快速的阴离子分析，且样品消耗少，适用于微量样品的检测。03阴离子分析三、阴离子分析电化学性质分析阴离子的电化学性质，如氧化还原电位、反应活性等，可揭示在充放电过程中阴离子的作用机制，为优化电池设计提供依据。三、阴离子分析溶解度与扩散系数研究阴离子在电解质中的溶解度和扩散系数，有助于理解其对电池离子传输性能的影响，进而优化电解质的组成和结构。三、阴离子分析热稳定性评估阴离子的热稳定性，了解其对材料高温性能的贡献，对于设计高性能、高安全性的锂电池至关重要。三、阴离子分析阴离子种类与结构确定材料中的阴离子种类，需要深入分析其化学组成和结构特点，有助于理解阴离子与材料性能的内在关系。04阴离子对电池性能的影响四、阴离子对电池性能的影响电化学性能阴离子通过影响充放电过程中锂离子的嵌入和脱出，显著地影响锂电池的容量、内阻和充放电平台等关键电化学性能指标。四、阴离子对电池性能的影响循环稳定性阴离子不仅参与初始的固相反应，还影响沉积物的形成和生长，从而显著地影响锂电池的循环稳定性。四、阴离子对电池性能的影响安全性阴离子对锂电池的安全性有重要影响，它们能影响电池过充、过放和短路等条件下的稳定性，防止潜在的安全风险。4.碳含量测试与分析碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？01影响电子导电性磷酸铁锂本身电子导电性较差，而碳元素的存在可以显著改善这一情况。在磷酸铁锂材料中，碳可以作为一种导电网络，提高电子在材料中的传导速率。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？02影响锂离子扩散速率碳元素的分布和含量对锂离子在磷酸铁锂晶格中的扩散速率有影响。合适的碳含量可以为锂离子提供更有利的扩散通道，减少锂离子扩散的阻力。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？03影响材料的振实密度碳元素的含量和存在形式会影响磷酸铁锂材料的振实密度。振实密度与电池的能量密度密切相关，较高的振实密度意味着在相同体积下可以容纳更多的活性物质，从而提高电池的能量密度。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？04影响合成工艺优化在磷酸铁锂的制备过程中，碳源的选择和添加量是重要的工艺参数。通过测定碳元素含量，可以评估不同合成工艺条件下碳的掺杂效果，从而优化合成工艺。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？05质量控制与产品性能稳定性对于磷酸铁锂正极材料的生产，精确测定碳元素含量是质量控制的关键环节。产品中碳元素含量的一致性直接关系到电池性能的稳定性。因此，精准检测其碳元素，对确保电池的性能符合预期，避免因杂质元素超标而导致的电性能变差，尤其是容量及高温循环性能的下降有着重要的意义。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII磷酸锂铁中碳元素的测定参照《YS/T1028.4-2015磷酸铁锂化学分析方法第4部分：碳量的测定高频燃烧红外吸收法》碳含量（一）碳含量对电池性能的影响碳含量对电池性能的影响：01充放电性能电池正极材料中的碳含量降低，导电性能变差，从而影响电池的充放电性能。02循环寿命和电池容量以磷酸铁锂为例，碳包覆量过低，材料导电性能差，电池内阻偏高，会降低循环性能和电池容量。碳包覆量过高，材料易团聚、极片加工困难，且涂布不均匀等。碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理仪器主机正面图11123456791014131817161581、板极电流表

2、栅极电流表3、炉头清扫气缸4、炉头5、炉头加热环6、石英坩埚托7、坩埚托架8、检测系统电源开关9、升降按钮10、排灰/清扫按钮11、高频炉电源开关12、分析气脱水剂13、氧气净化脱水剂14、氧气净化、

CO2吸收剂15、炉头压力表16、吹氧流量17、

分析气流量计18、燃烧压力表认识高频红外碳硫分析仪碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理组成部分：自动恒压供氧装置、高频感应炉、红外检测器及计算机测控系统组成。HCS系列红外碳硫分析仪结构框图高频红外碳硫分析仪HCS-140碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理原理01利用CO2对红外线具有选择性吸收这一原理（CO2最大吸收波长：4.25μm）当试样开始燃烧后，生成的CO2随氧气进入测量池，对红外光产生吸收，探测器接收到的红外光强度随CO2浓度的增加呈指数衰减（T＜100%）。碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理原理02CO2对红外线的吸收服从光的吸收定律朗伯-比尔定律朗伯-比尔定律：当一束单色光穿过透明介质，光强降低同入射光的强度、吸收介质的厚度及光路中吸光微粒的数目成正比。A：吸光度，Ι0：入射光强度，It：透射光强度，K：吸收系数，C：CO2，L：气体光径长度碳含量（三）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试参数碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程01仪器准备02系统矫正03系数矫正04测试及关闭碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程01仪器准备按“电源”键开机预热30min，开启高频炉预热20min，同时校正天平。清除石英燃烧管及炉头过滤网灰尘。检查干燥剂和吸收剂是否变色并更换；打开氧气瓶开关，调节氧气减压阀保持0.40～0.50Mpa。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程01仪器准备操作要点：CO2吸收剂颗粒失效后由紫色变玫红色；干燥剂颗粒失效后由黄色变红色；氧气总压≤1.0Mpa时需更换氧气瓶。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程02系统矫正系统校正吹氧检漏排尘1minA、打开桌面“DK碳硫分析高频炉”软件，系统诊断窗口吹氧检漏，吹氧流量为1.0-2.0L/min，炉头压力表指针指示到0.07MPa以上；B、取消吹氧，系统压力表指针停在某一位置不下跌表示系统不漏气；C、排尘一分钟，按“升降”键降下炉头后按“排尘”键手动排尘，关闭系统诊断窗口。吹氧流量为1.0-2.0L/min炉头压力0.07MPa碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程03系数校正测试空白放置一个干燥洁净的空坩埚于坩埚托上，按“升降”键，炉头合上，软件重量处理窗口增加默认质量为1.0000g，点击F1开始分析，观察基线状况。操作要点：空白测试，碳含量≤0.002%时方可进行正常测试。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程03系数校正标样校正A、称量约0.1g标样，按键盘上“F5”质量自动输入软件，均匀加入1.5～1.6g多元助熔剂，

开始分析；B、用三次标准样测试结果单点校正“碳校准系数”，待校正完毕后，重复测试三次标准样品作为验证，验证结果为标样碳含量±0.02%，为正常波动范围。操作要点：测试后的坩埚温度极高，须小心烫伤。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程04测试及关闭测试称量约0.1g样品，按“F5”质量自动输入软件，均匀覆盖1.5～1.6g多元助熔剂，将坩埚放置坩埚托，合上炉头，按F1开始分析；数据处理及关闭仪器碳含量（五）高频红外碳硫分析仪HCS140-注意事项1.高频红外碳硫分析仪在使用前一定要预热，使仪器达到稳定的工作电流电压。2.测定样品时，要分析几个标样，通过对标的校准，使试样的分析结果更稳定。3.干燥剂变色要及时更换，否则，仪器内水分多，会影响仪器的使用。

5.碳含量测试实训碳含量测试实训1.按“电源”键开机预热30min，开启高频炉预热20min，同时校正天平，打开碳硫分析仪软件。碳含量测试实训2.测试标样放入坩埚称取约0.4g纯铁助熔剂，称取约0.1g标样，然后加入约2g钨助熔剂，将称量好的坩埚放置在坩埚托上，合上炉头，按F1开始分析。碳含量测试实训3.重新称量标样，重复测试3次，用3次标准样测试结果单点校正“碳校准系数”，待校正完毕后，重复测试3次标准样品作为验证，验证结果为标样碳含量±0.02%，为正常波动范围。注意事项：测试后的坩埚温度极高，须小心烫伤。碳含量测试实训4.测试样品LFP-质控样，重新称量测试样品，重复之前的操作。测试完成，记录数据，碳含量为1.528，硫含量为0.01108。碳含量测试实训5.测试注意事项：01高频红外碳硫分析仪在使用前一定要预热，使仪器达到稳定的工作电流电压。02测定样品时，要分析几个标样，通过对标的校准，使试样的分析结果更稳定。03干燥剂变色要及时更换，否则，仪器内水分多，会影响仪器的使用。6.水分含量测试与分析01水分含量测试的必要性03水分测定仪的特点（以华坤仪器为例）04卡氏库仑法仪器的应用范围02卡氏库仑法的原理05主要具有副反应和干扰的物质01水分含量测试的必要性一、水分含量测试的必要性（一）安全性方面锂离子电池电解液中的锂盐，如六氟磷酸锂，对水分非常敏感，遇痕量水时即发生反应放出腐蚀性气体氢氟酸。氢氟酸具有强腐蚀性，会对电池内部的电极材料、集流体以及隔膜等造成腐蚀，导致电池性能下降，还可能引发电池内部短路、过热甚至爆炸等安全事故。防止电解液分解一、水分含量测试的必要性（一）安全性方面当电池内部存在过多水分时，水分会与电解液发生反应产生气体，使电池内部压力增大，导致电池出现胀气、鼓包甚至破裂的现象，不仅影响电池的正常使用，还可能引发安全隐患，如电池碎片飞溅伤人等。避免电池胀气破裂一、水分含量测试的必要性（二）性能方面电极材料通常需要在干燥的环境下才能保持其性能和结构的稳定性。如果电极材料受到水分的污染，水分会与电极材料中的活性物质发生反应，产生氧化或腐蚀物质，导致电极的损坏和容量的降低，影响电池的充放电效率和循环寿命。保证电极材料稳定性一、水分含量测试的必要性（二）性能方面适量的水分会影响电解液的电导率和离子迁移速率。水分过多会导致电解液的电导率增加，加剧电池内部的电流密度，使电池在充放电过程中产生更多的热量，影响电池的性能稳定性和循环寿命；而水分过少则可能导致电解液的离子迁移困难，影响电池的充放电效率。维持电解液性能一、水分含量测试的必要性（二）性能方面在锂离子电池的生产过程中，水分含量的一致性对于保证电池组中各个单体电池的性能一致性至关重要。如果各个电池之间的水分含量差异较大，会导致电池在充放电过程中的性能表现不一致，影响整个电池组的性能和可靠性。提高电池一致性02卡氏库仑法的原理二、卡氏库仑法的原理卡氏库仑法测定水分是一种电化学方法。其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注人含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的，其反应如下：二、卡氏库仑法的原理在电解过程中，电极反应如下：二、卡氏库仑法的原理从以上反应中可以看出，即1mol的碘化1mol的二氧化硫，需要1mol的水。所以是1mol碘与1mol水的物质的量反应，即电解碘的电量相当于电解水的电量，电解1mol碘需要2×96493C电量，电解1mmol水需要电量为96493mC电量。03水分测定仪的特点（以华坤仪器为例）华坤仪器原理方框图如图3-1所示。三、水分测定仪的特点（以华坤仪器为例）测量电极信号送至单片机I。由单片机I首先诊断仪器状况。仪器正常时，信号经片内A/D转换再经数字滤波，输出一个电压控制信号。此信号经过压控电流源变换后加到电解电极上。电解电极的电流经运算放大器转换成电压信号，输入到V/F变换器。华坤仪器原理方框图如图3-1所示。三、水分测定仪的特点（以华坤仪器为例）

04卡氏库仑法仪器的应用范围五、卡氏库仑法仪器的应用范围卡氏库仑法仪器可适用多种有机和无机物中的水分测定，但由于各种化合物性质存在的差异，只有在卡氏试剂中无副反应无干扰的情况下，卡氏库仑法测定才是一种专属性的方法。原则包括两个方面①副反应不能有水生成②样品也不能消耗碘或释放碘五、卡氏库仑法仪器的应用范围主要具有副反应和干扰的物质01盐、氢氧化物和氧化物五、卡氏库仑法仪器的应用范围主要具有副反应和干扰的物质02酮和醛这两类化合物会和卡氏试剂中的甲醇化合，形成缩酮和缩醛，并释放水分。此类物质用卡氏库仑法一般不易测定，但卡氏容量法可以测。改变卡氏试剂的组成，如用乙二醇-甲醚或2-甲氧基乙醇取代甲醇均可取得良好的测定效果。五、卡氏库仑法仪器的应用范围主要具有副反应和干扰的物质02酮和醛并不是所有的酮类和醛类都不能用卡氏库仑法进行测定。如甲醛、三氯乙醛、二异丙基酮、苯乙酮、二苯乙醇酮等物质在进入卡氏试剂中是不会发生反应而释放水分的。鉴于卡氏容量法的测定精度可达到10-4级，从生产酮类和醛类的企业来说，只要满足使用要求，还是建议采用卡氏容量法。五、卡氏库仑法仪器的应用范围主要具有副反应和干扰的物质强酸强酸会和卡氏试剂中的甲醇发生反应而释放水分。硅烷醇/硅氧烷末端硅烷醇基团和卡氏试剂中的甲醇发生脂化反应生成水。含硼化合物硼酸和甲醇发生脂化反应生成水。五、卡氏库仑法仪器的应用范围主要具有副反应和干扰的物质金属过氧化物与卡氏试剂反应生成水。消耗碘的物质此类物质会和卡氏试剂中的碘反应，导致测定水分含量偏高，如铁盐、酮盐、亚硝酸盐、硫代硫酸盐等。强氧化剂该类物质在卡氏试剂中的反应会生成碘单质，导致测试水分含量偏低。总结01水分含量测试的必要性02卡氏库仑法的原理03水分测定仪的特点（以华坤仪器为例）04卡氏库仑法仪器的应用范围05主要具有副反应和干扰的物质7.磁性物质测试与分析01磁性物质对电池性能的影响02锂电池材料磁性物质测试方法03锂电池材料磁性物质分析方法01磁性物质对电池性能的影响一、磁性物质对电池性能的影响磁性物质含量影响锂电池内阻，过高则导致电池内阻增大，降低充放电效率与容量。优化磁性物质含量对提升电池性能至关重要。内阻一、磁性物质对电池性能的影响循环稳定性适量磁性物质可提升循环次数，但过量则加速容量衰减，需精细控制。一、磁性物质对电池性能的影响倍率性能材料的磁性特征与其倍率性能密切相关。优化材料的磁性特征可以显著提高电池的倍率性能，从而满足高功率应用需求。磁性金属杂质与电解液的异常反应可能产生气体，加剧电池内部压力，增加鼓包、起火及爆炸风险，危及电池安全。一、磁性物质对电池性能的影响电池安全性部分磁性物质在锂电池工作过程中，尤其是在高温、过充过放等异常工况下，可能会引发局部热量积聚，构成安全隐患。一、磁性物质对电池性能的影响电池一致性不同电池单体之间材料中磁性物质含量及分布的差异，会导致各电池单体的性能出现不一致情况。对于需要多电池串联或并联组成的电池模组和电池包来说，会影响整个系统的性能发挥，降低其整体的可靠性和稳定性。02锂电池材料磁性物质测试方法二、锂电池材料磁性物质测试方法磁强计法磁强计以测量材料磁性为核心，其原理基于磁性材料在磁场中展现特定磁矩，与外部磁场交互作用，通过监测磁场变化，精准揭示材料磁性特性。二、锂电池材料磁性物质测试方法磁强计法测试锂电池材料时，将样品制备成合适的形状（通常为粉末状或者薄片状，便于磁场均匀作用），放置在磁强计的测试区域内。二、锂电池材料磁性物质测试方法超导量子干涉仪测试超导量子干涉仪磁强计基于约瑟效应，高灵敏度检测微弱磁场变化。在测试锂电池材料时，将样品放置在低温超导环境下（的测试区域，通过设备探头检测样品的磁信号。分析检测痕量磁性杂质二、锂电池材料磁性物质测试方法振动样品磁强计VSM测试振动样品磁强计通过样品微小振动在均匀磁场中产生感应电动势，依据电磁感应定律，测量和分析感应电动势，以精准确定样品磁化曲线。二、锂电池材料磁性物质测试方法振动样品磁强计VSM测试振动样品磁强计法能够较为精确地测量出材料中微弱磁性物质的相关特性，尤其适用于研究磁性物质含量较低的锂电池材料。03锂电池材料磁性物质分析方法三、锂电池材料磁性物质分析方法磁性特征与电池性能关联分析研究发现，当材料的剩余磁化强度超过特定阈值时，会显著缩短电池的循环寿命。深入分析材料磁性特征（如磁化曲线、磁滞回线）与电池性能（充放电容量、内阻、循环次数）之间的关联，揭示其相互影响机制。三、锂电池材料磁性物质分析方法磁性特征与电池性能关联分析基于实验和数据分析结果，在材料研发和生产过程中，通过调整生产工艺参数来降低材料的剩余磁化强度，从而延长电池的循环寿命。三、锂电池材料磁性物质分析方法磁性特征与电池性能关联分析关联分析旨在通过深入理解磁性与电池性能的内在联系，指导材