钠离子电池用电解液 - 水分、游离酸、密度、氯离子含量的测定

T/CI 236-2023 钠离子电池用电解液

范围
本文件规定了钠离子电池用电解液的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。
本文件适用于由电解质钠盐、溶剂等组成的钠离子电池电解液。

术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。

要求
外观
钠离子电池用电解液应为无沉淀、无悬浮物或无分层的液体。
技术要求
钠离子电池用电解液的技术参数应符合表1的规定。


限用物质
钠离子电池用电解液中限用物质的应符合 GB/T 26572 的规定。

试验方法
水分的测定
仪器设备
所需仪器设备如下：
a) 库仑法卡氏水分测定仪：测量范围为10µg~200mg。
b) 电子天平：有效位数至1mg。
c) 手套箱：水分含量≤1mg/kg。
d) 注射器：5mL。
试剂
卡尔-费休试剂(库仑法) ，加入含有与试剂中组分有副反应的物质选用相关特殊库仑法卡尔-费休试剂。
测试步骤
取样：本试验包装桶装取样需用干燥的取样工具(取样接头、取样针管和针头、针头密封硅胶块)。瓶装小样需在手套箱内取样。
库仑法卡氏水分测定仪漂移值平衡到仪器设定值。
在电子天平上用减量法称量(0.8~1.2)g试样(准确至0.001g)，试样用注射器抽取。
将抽取的试样从进样口注入滴定池，充分搅拌10s后开始滴定。
滴定结束后，输入试样质量，记录试样中的水分含量测定结果。
每次检测应做两个平行试验，平行试验测定值的绝对差值应≤3mg/kg。
结果处理
取两次平行试验测定值的算术平均值作为检测结果。

游离酸的测定
电位滴定法(仲裁法)
原理
将指示电极和参比电极浸入同一被测溶液中，在滴定过程中，参比电极的电位保持恒定，指示电极的电位随被测物质浓度的变化而改变。在化学计量点前后，溶液中被测物质浓度的变化，会引起指示电极电位的急剧变化，指示电极电位的突跃点就是滴定终点。
仪器设备
所需仪器设备如下：
a) 电位滴定仪：灵敏度为0.1mV。
b) pH电极。
c) 电子天平：有效位数至1mg。
试剂
氢氧化钠标准滴定溶液(浓度为0.01mol/L)：
a) 配制：按 HG/T 3696.1 配制浓度为0.1mol/L的氢氧化钠标准溶液，用移液管移取100mL，置于1000mL容量瓶中，用无二氧化碳的水稀释至刻度， 摇匀。
b) 标定：称取在(110~120)°C的烘箱中干燥至恒重的基准试剂邻苯二甲酸氢钾0.396g溶于1000mL水中，摇匀。量取50mL上述邻苯二甲酸氢钾溶液，在电位滴定仪上用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定，从而标定出氢氧化钠标准滴定溶液的浓度。
测试步骤
测试前将装有样品的塑料瓶放置在装有冰水混合物(0°C~4°C) 的烧杯中保存。
进行仪器自动校正。
在电子天平上准确称量(20~30)g试样(准确至0.001g)，置于100mL洁净的塑烧杯中。
充分搅拌待测溶液，将pH电极和参比电极(或复合电极)同时浸没在待测溶液中。
将氢氧化钠标准滴定溶液的标定浓度输入电位滴定仪后开始滴定，滴定时间应不要超过5min。
到达滴定终点时，记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积。
每次检测应做两个平行试验，平行试验测定值的绝对差值应≤5mg/kg。
结果处理
游离酸的含量以HF计， 按照公式(1)计算。

式中：
C_HF ——游离酸含量(以HF计)，mg/kg；
C —— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；
V ——滴定消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；
m ——样品质量，g；
M_HF ——氟化氢的摩尔质量(20.006)，g/mol。
取两次试验值的算术平均值作为检测结果。

密度的测定(密度计法)
方法原理
将样品注入密度计的U型硼硅酸盐玻璃中，U型管受到电子激发以特征频率开始振荡。特征频率可根据样品的密度而发生改变。通过特征频率的测定，可以计算出样品的密度。由于密度值随温度变化而变，样品的温度应精确测量。
仪器
密度计。
试剂
所需试剂如下：
a) 水；
b) 无水乙醇。
测试步骤
测试前，先吸取25°左右的水校正仪器。校正完成后再吸取待测样品冲洗密度计的U型管(3~4) 次，然后吸取待测样品，记录样品在U形管中25. 0℃时的密度值。测试完成后排出样品，先用无水乙 醇清洗U形管(3~4)次，再用水清洗即可。每次检测做两个平行试验。
结果处理
取两个平行试验测定值的算术平均值作为检测结果。

氯离子(Cl^-)含量的测定
仪器设备
所需仪器设备如下：
a) 电位滴定仪，灵敏度为0.1mV；
b) 银离子选择性电极；
c) 电子天平：最小分度值为1mg。
试剂
硝酸银标准滴定溶液(浓度为0.001mol/L)：
a) 配制：用移液管移取10ml按 HG/T 3696.1 配制的硝酸银标准溶液，用乙醇定容至1000mL，摇匀。溶液储存于棕色瓶中。
b) 标定：称取0.050g于(500~600)°C的高温炉中灼烧至恒重的基准试剂氯化钠溶于2000mL水中，摇匀。量取50mL上述氯化钠溶液，在电位滴定仪上用硝酸银标准滴定溶液进行滴定，从而标定出硝酸银标准滴定溶液的浓度。
c) 无水乙醇：AR级
d) 硝酸：水=1：3
测试步骤
称取60g±0.5g(准确至0.001g)试样于100mL烧杯中，加入20ml无水乙醇，再加入2ml的1：3硝酸水溶液。
选择相应方法，用0.001mol/L硝酸银乙醇标准溶液滴定，当滴定至终点时出现突跃点，根据设定条件自动停止，记录其滴定体积V。
每次检测做两个平行试验，平行试验测定值的绝对差值应≤0.5mg/kg。
结果处理
氯离子(Cl^-)的含量按照公式(4)进行计算：

式中：
C_Cl^- ——氯离子(Cl^-)含量，mg/kg；
C ——硝酸银标准滴定溶液的浓度, mol/L；
V ——滴定消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积，mL；
m ——样品质量，g；
M_Cl- ——氯离子(Cl^-)的摩尔质量，35.5g/mol。
取两个平行试验测定值的算术平均值作为检测结果。