[发明专利]一种检测二次电池电解液中离子含量的装置及方法

说明书

本发明提供了一种检测二次电池电解液中离子含量的装置及方法，属于电池的基础研究和失效分析研究领域，其包括：包括：比色皿模块，用于盛放需要测试的电解液；紫外可见光探测模块，用于测量所述比色皿模块内的离子或电解液的谱图；标准谱图库建立模块，用于根据所述紫外可见光探测模块的测量数据建立标准谱图库；标准谱图库校准模块，用于校准所述建立的标准谱图库；谱图库积累模块，包括实际待测的离子的紫外可见吸收光谱法测试得到实际数据。本发明提供的一种检测二次电池电解液中离子含量的装置及方法，是一种简单的装置且处理方法简单、测试结果准确，能高效低成本测量电解液中溶解过渡金属离子的含量。

技术领域

本发明涉及电池的基础研究和失效分析研究领域，特别是涉及一种检测二次电池电解液中离子含量的装置及方法。

背景技术

随着能源危机和环境问题对社会发展与人类进步影响的日益严重，发展以锂离子电池为代表的电池储能技术十分重要。在锂离子电池等二次电池中，过渡金属溶出问题是限制电池循环寿命和存储寿命的主要原因之一。对失效电池中过渡金属的溶出和沉积问题进行研究，有助于确定电池失效的症结所在。同时，研究过渡金属溶出规律及溶出机理等基础科学问题，有助于定性、定量地确定过渡金属溶出对电池性能衰减的影响，并能提供有效抑制过渡金属溶解的思路和方法。

在电解液中过渡金属含量检测的装置和方法中，电感耦合高频等离子体原子发射光谱(ICP)和原子吸收光谱(AAS)等是最常见的仪器和方法，这些检测手段的样品前处理过程比较复杂、耗时长，完成一次测试所需费用比较高。

有鉴于此，研究设计出简单、快速、可靠的方法测定实际待测电解液中过渡金属离子的含量，对二次电池中与过渡金属离子溶剂沉积相关问题的研究具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种检测二次电池电解液中离子含量的装置及方法，其是一种简单的装置且处理方法简单、测试结果准确，能高效低成本测量电解液中溶解过渡金属离子的含量。

特别地，本发明提供了检测二次电池电解液中离子含量的装置，包括：

比色皿模块，用于盛放需要测试的电解液；

紫外可见光探测模块，用于测量所述比色皿模块内的离子或电解液的谱图；

标准谱图库建立模块，用于根据所述紫外可见光探测模块的测量数据建立标准谱图库，通过多个定标电解液的紫外可见吸收光谱法测试得到标准谱图库数据；

标准谱图库校准模块，用于校准所述建立的标准谱图库，通过已知离子含量的电解液的紫外可见吸收光谱法测试得到校准数据；

谱图库积累模块，用于存储实际待测的离子的紫外可见吸收光谱法测试得到实际数据，通过紫外可见吸收光谱法测试实际待测电解液得到。

可选地，所述比色皿模块为气密性设置。

可选地，所述比色皿模块包括两面通光的螺口比色皿、以及与所述螺口比色皿匹配的螺纹聚四氟盖、聚四氟垫片和铝塑膜垫片。

本发明还提供了一种检测二次电池电解液中离子含量的方法，包括以下步骤：

s1，将含特定过渡金属氧化物的极片或粉体材料在标准电解液中预定温度下浸泡预定时间，制备若干组定标电解液；

s2，将定标电解液利用注射器和注射器过滤环进行处理，完成定标电解液的过滤操作；

s3，将过滤后的定标电解液，对过渡金属离子元素进行电感耦合高频等离子体原子发射光谱测试测试；

s4，将过滤后的定标电解液倒入比色皿模块中，制备一组定标电解液标准样，并进行UV-vis测试，得到与过渡金属离子相关的UV-vis曲线；