[發明專利]一種檢測二次電池電解液中離子含量的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811013530.4
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN110873694A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 周格;李慶浩;王其鈺;禹習謙;李泓
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/33;G01N21/73
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 薛峰;康正德

本發明提供了一種檢測二次電池電解液中離子含量的裝置及方法，屬于電池的基礎研究和失效分析研究領域，其包括：包括：比色皿模塊，用于盛放需要測試的電解液；紫外可見光探測模塊，用于測量所述比色皿模塊內的離子或電解液的譜圖；標準譜圖庫建立模塊，用于根據所述紫外可見光探測模塊的測量數據建立標準譜圖庫；標準譜圖庫校準模塊，用于校準所述建立的標準譜圖庫；譜圖庫積累模塊，包括實際待測的離子的紫外可見吸收光譜法測試得到實際數據。本發明提供的一種檢測二次電池電解液中離子含量的裝置及方法，是一種簡單的裝置且處理方法簡單、測試結果準確，能高效低成本測量電解液中溶解過渡金屬離子的含量。

技術領域

本發明涉及電池的基礎研究和失效分析研究領域，特別是涉及一種檢測二次電池電解液中離子含量的裝置及方法。

背景技術

隨著能源危機和環境問題對社會發展與人類進步影響的日益嚴重，發展以鋰離子電池為代表的電池儲能技術十分重要。在鋰離子電池等二次電池中，過渡金屬溶出問題是限制電池循環壽命和存儲壽命的主要原因之一。對失效電池中過渡金屬的溶出和沉積問題進行研究，有助于確定電池失效的癥結所在。同時，研究過渡金屬溶出規律及溶出機理等基礎科學問題，有助于定性、定量地確定過渡金屬溶出對電池性能衰減的影響，并能提供有效抑制過渡金屬溶解的思路和方法。

在電解液中過渡金屬含量檢測的裝置和方法中，電感耦合高頻等離子體原子發射光譜(ICP)和原子吸收光譜(AAS)等是最常見的儀器和方法，這些檢測手段的樣品前處理過程比較復雜、耗時長，完成一次測試所需費用比較高。

有鑒于此，研究設計出簡單、快速、可靠的方法測定實際待測電解液中過渡金屬離子的含量，對二次電池中與過渡金屬離子溶劑沉積相關問題的研究具有重要意義。

發明內容

本發明的一個目的是針對現有技術中存在的上述缺陷，提供一種檢測二次電池電解液中離子含量的裝置及方法，其是一種簡單的裝置且處理方法簡單、測試結果準確，能高效低成本測量電解液中溶解過渡金屬離子的含量。

特別地，本發明提供了檢測二次電池電解液中離子含量的裝置，包括：

比色皿模塊，用于盛放需要測試的電解液；

紫外可見光探測模塊，用于測量所述比色皿模塊內的離子或電解液的譜圖；

標準譜圖庫建立模塊，用于根據所述紫外可見光探測模塊的測量數據建立標準譜圖庫，通過多個定標電解液的紫外可見吸收光譜法測試得到標準譜圖庫數據；

標準譜圖庫校準模塊，用于校準所述建立的標準譜圖庫，通過已知離子含量的電解液的紫外可見吸收光譜法測試得到校準數據；

譜圖庫積累模塊，用于存儲實際待測的離子的紫外可見吸收光譜法測試得到實際數據，通過紫外可見吸收光譜法測試實際待測電解液得到。

可選地，所述比色皿模塊為氣密性設置。

可選地，所述比色皿模塊包括兩面通光的螺口比色皿、以及與所述螺口比色皿匹配的螺紋聚四氟蓋、聚四氟墊片和鋁塑膜墊片。

本發明還提供了一種檢測二次電池電解液中離子含量的方法，包括以下步驟：

s1，將含特定過渡金屬氧化物的極片或粉體材料在標準電解液中預定溫度下浸泡預定時間，制備若干組定標電解液；

s2，將定標電解液利用注射器和注射器過濾環進行處理，完成定標電解液的過濾操作；

s3，將過濾后的定標電解液，對過渡金屬離子元素進行電感耦合高頻等離子體原子發射光譜測試測試；

s4，將過濾后的定標電解液倒入比色皿模塊中，制備一組定標電解液標準樣，并進行UV-vis測試，得到與過渡金屬離子相關的UV-vis曲線；