锂离子电池电解液的电导率测量,是评估电解液中离子传输性能,以及探讨电池内部欧姆电阻、输出特性和充放电倍率特性的重要基础评估。特别是在低温环境下,由于电解液粘度上升或溶剂结晶等原因,电导率可能会发生大幅下降。因此,通过测量低至-40℃的电导率,可以实现对低温用溶剂、锂盐、添加剂及浓度的优化,并筛选出可进入实际电池评估阶段的电解液候选物。另一方面,如果测量方法不当,可能会导致最终比较的数据包含了测量误差的影响,而不能反映电解液本身的真实数值。

东扬精测系统(上海)有限公司(TOYO Corporation China)推出了专用于测量电解液离子电导率的测试池“SB1400”和“SB2000”。您可以在手套箱内将锂离子电池电解液注入测试治具并密封,然后直接将其置于外部的恒温环境中,进行各个温度下的电导率测量。该设备采用四端子法,可降低电极反应和接触电阻等测量误差的影响,从而更准确地评估电解液的电阻成分。此外,通过BCS系列频率扫描进行的电化学阻抗谱(EIS)测量,能够计算出准确的电解液电阻。

通过将电解液电导率测量专用测试池、8通道BCS系列测试仪与恒温箱相结合,我们还可以提供一套系统方案,能够自动评估多个样品在-40℃至100℃范围内电导率的温度依赖性。

01 一般解液电导量中存在的3个问题

电解液的离子传导度(电导率)是探讨电池低温特性、高倍率性能以及内部欧姆损耗时的基本物理性质。然而,如果测量方法不当,最终比较的数据可能并非电解液本身的真实表现,而是包含了“测量环境”“电极界面”以及“频率选择”等因素综合影响后的结果。

02 用于解液离子电导率的测试“SB1400”和“SB2000”的5大优势

泛的温度范,准确且高重性地量离子电导

 

(优势1)在手套箱内密封,转移至外部温度环境中进行测量 

凭借具备出色气密性的结构设计,在干燥氛围的手套箱内将电解液封装后,即可将其移至恒温箱或水浴锅中进行评估。此外,SB1400还可通过选配的热电偶支架,实时确认测试池内的样品温度。

(优势2)采用四端子法,降低极化与接触电阻的影响 

将电流电极与电压检测电极分离开来。由于高阻抗的电压检测端子几乎没有电流流过,因此这种结构不易受到双端子法中常出现的电极极化或物理接触电阻问题的影响。

 

(优势3)通过频率扫描EIS,直观“看”见并提取电阻成分

不仅凭单一频率的数值进行判断,而是通过奈奎斯特图(Nyquist plot)来确认多个频率的响应情况。能够精准捕捉因温度

或配方不同而变化的最佳评估区间,从而准确提取出电解液的真实电阻。

 

(优势4)极高重现性的电解池常数(Cell Constant):将测量误差降至最低 电导率的计算公式为“=K/R”(K:电解池常数,R:电阻)。一般而言,在使用如SB1400或SB2000这类样品支架进行电导率测量时,如果为了清洗而拆卸支架并重新组装,往往会出现电解池常数发生大幅变化的问题。如果电解池常数不稳定(存在波动),就无法测量出微小的离子电导率变化。 而SB1400/SB2000的设计确保了电极位置和组装的极高重现性。即使更换了操作人员,每次测量的常数也不易发生改变,从而有效抑制了对比试验中的数据波动。

 

(优势5)样品用量少且维护便捷 SB1400仅需约1.7 mL,SB2000仅需约5 mL的样品即可进行测量。电极部分易于拆解,非常方便进行铂(白金)电极打磨等日常维护操作。

03 实现-40℃至100℃解液离子电导量的自化。

BioLogic公司的BCS-905、BCS-910等BCS系列测试仪配备了8个通道,并且所有通道均支持采用四端子连接进行EIS(电化学阻抗谱)测量。此外,BCS系列的配套软件能够直接控制特定的恒温箱。

通过将BCS系列与恒温箱结合使用,可以将温度设定、达到目标温度后至开始测量前的等待(保温)时间、样品温度确认、电化学阻抗测量,乃至最终的电导率计算,配置成一整套自动化的测试程序(Recipe)。

如需获取以上模具的详细技术规格、选型手册或有其他非标定制需求,欢迎随时联系东扬精测。

 

东扬精测|Biologic BCS系列/ EC FRONTIER独家代理

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