CN113671110A - 一种硫酸乙烯酯的水分检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫酸乙烯酯的水分检测方法。该检测方法采用卡尔费休容量滴定法测量硫酸乙烯酯的水分，该检测方法中配置滴定剂和溶剂，检测时：首先，采用水分仪，进行滴定度进行标定，得到滴定剂的滴定度T，其次，对待测硫酸乙烯酯样品的水分进行测定，得到硫酸乙烯酯样品的水分含量W。本发明的技术方案是采用卡尔费休容量滴定法测量硫酸乙烯酯的水分，滴定剂和溶剂中都不含甲醇，滴定剂为碘、二氧化硫、氯代醇、咪唑组成，在反应溶剂中加入卤代醇、助溶剂，即可以保证卡尔费休反应所需要的羟基，让反应正常进行，又可以减缓硫酸乙烯酯与醇的反应，即使有轻微的酸性反应物生成，也可以通过溶剂中大量的咪唑进行中和，缓冲滴定溶液的PH值，减缓副反应,最终实现硫酸乙烯酯的水分滴定。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池电解液用添加剂的水分检测方法技术领域，特指一种硫酸乙烯酯的水分检测方法。
背景技术
硫酸乙烯酯是锂离子电池电解液用一种添加剂，其作为电池成膜的一个重要添加剂，得到广泛的应用，在使用过程中，一般要求其水分浓度低于200ppm。所以，在制作锂离子电池电解液时，必须要测定硫酸乙烯酯的水分含量，目前硫酸乙烯酯的水分检测方式有几种方式：
卡氏炉水分仪检测方法。这种方法存在的不足在于：由于硫酸乙烯酯的熔点只有99℃，卡氏炉的炉温设置超过100度，导致被检测样品就会液化，无法继续进行测试。如果设置低于100℃，则水分无法彻底的气化进入滴定池中，造成检测结果偏低，结果失准。
库仑法直接进样或溶剂稀释后进样分析加测方法。这种检测方法存在的不足在于：由于硫酸乙烯酯会与库仑法卡尔费休试剂中甲醇慢慢进行反应，产生酸，导致库仑法卡尔费休试剂中的PH值下降，使得库仑法卡尔费休试剂的缓冲溶液失效，仪器漂移值上升，无法继续试验。
目前采用的卡尔费休滴定仪可分为体积法和库仑法两种方法，其中，
卡尔费休滴定仪容量法的原理为：卡尔费休容量法测定水含量时，主要基于电化学反应。卡尔费休试剂含有吡啶和碘等活性成分，可测量并滴入反应罐。直到反应的终点被滴定，水消耗结束。此时，两个铂电极之间的溶液开始导电，通过电流指示达到终点，停止滴定。因此，溶液中的含水量可以通过测量消耗的试剂的体积(容量)来校准。
卡尔费休滴定仪库仑法(电测法)测定原理为：电量法是以样品溶解在含有特定碘的特殊溶剂的电解液中后，水中碘的消耗量为基础，但所需碘不再用经过校准的含碘试剂滴定，而是通过电解工艺在溶液中氧化成碘。碘与样品中的水发生反应。终点用双铂电极表示。当电解液中的碘浓度恢复到原来的浓度时，电解停止。然后，根据法拉第电解定律，计算出待测样品的含水量。
在目前的锂离子电池生产过程中，没有对硫酸乙烯酯的水分检测方法提出改进，通常只是对降低硫酸乙烯酯的水分提出改进，例如见中国专利号为：201610651817.4的发明专利申请，其提出了一种硫酸乙烯酯的除水降酸方法，该专利申请提出的技术方案在于：在净化柱中加入除水降酸剂，用不锈钢管道将除水降酸罐和净化柱密封相连，开启循环系统使混合溶液不断的循环进行除水降酸。
为了提高锂电池的制作精度，确定硫酸乙烯酯的水分含量，本发明人经过不断的实验，提出以下技术方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种硫酸乙烯酯的水分检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，该检测方法采用卡尔费休容量滴定法测量硫酸乙烯酯的水分，该检测方法中配置滴定剂和溶剂，其中，滴定剂为碘、二氧化硫、氯代醇、咪唑组成，溶剂中加入卤代醇、助溶剂，滴定剂和溶剂中都不含甲醇；检测方法如下：首先，采用水分仪，进行滴定度进行标定，得到滴定剂的滴定度T，具体步骤如下：第一步：将水分仪、滴定剂和溶剂以及待测硫酸乙烯酯样品干燥处理，第二步：将滴定剂装入水分仪，接好滴定管；取配好的溶剂在滴定杯中，剂量为A ml装入水分仪中，滴定至溶剂无水，水分仪漂移达到平衡；第三步：用微量进样器吸取Aul去离子水，用减量法称重，精确至0.00001g，启动水分仪标定出滴定剂的滴定度；标定计算公式：T＝M水/V标*1000；其次，对待测硫酸乙烯酯样品的水分进行测定，得到硫酸乙烯酯样品的水分含量W,具体步骤如下：硫酸乙烯酯进样约5-10g(精确至0.0001g)；仪器到终点后计算结果，样品含水量的计算公式：W＝T*V样/M样*1000，其中W为样品水分含量ppm。
进一步而言，上述技术方案中，所述的滴定剂的组分及其质量比为：
进一步而言，上述技术方案中，所述的滴定剂的配置方法为：常温下将咪唑加入氯代醇中，充分搅拌溶解后，加入碘，再充分搅拌溶解，,将此溶液置于冰浴中，温度为0-10℃，搅拌同时通入二氧化硫气体或加入液态二氧化硫,至重量增加到所述的二氧化硫含量，避光静置后得到滴定剂。
进一步而言，上述技术方案中，所述的溶剂的组分及其质量比为：
氯代醇 50-80％
助溶剂 20-50％。
进一步而言，上述技术方案中，所述的氯代醇为：2-氯乙醇、2,2,2-三氯乙醇中的任意一种或组合；所述的助溶剂为：碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、乙腈中的任意一种或组合。
进一步而言，上述技术方案中，所述的溶剂的配置方法为：常温下将氯代醇与助溶剂混合，充分搅拌得到溶剂。
进一步而言，上述技术方案中，所述的进行滴定度标定过程中，将水分仪、滴定剂和溶剂以及待测硫酸乙烯酯样品放置在露点为-50℃的干燥间进行干燥处理。
本发明的技术方案是采用卡尔费休容量滴定法测量硫酸乙烯酯的水分，滴定剂和溶剂中都不含甲醇，滴定剂为碘、二氧化硫、氯代醇、咪唑组成，在反应溶剂中加入卤代醇、助溶剂，即可以保证卡尔费休反应所需要的羟基，让反应正常进行，又可以减缓硫酸乙烯酯与醇的反应，即使有轻微的酸性反应物生成，也可以通过溶剂中大量的咪唑进行中和，缓冲滴定溶液的PH值，减缓副反应,最终实现硫酸乙烯酯的水分滴定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
本发明为一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，该检测方法采用卡尔费休容量滴定法测量硫酸乙烯酯的水分。
本检测方法中，需要配置滴定剂和溶剂，其中，滴定剂为碘、二氧化硫、氯代醇、咪唑组成，溶剂中加入卤代醇、助溶剂，滴定剂和溶剂中都不含甲醇。
所述的滴定剂的组分及其质量比为：
所述的滴定剂的配置方法为：
常温下将咪唑加入氯代醇中，充分搅拌溶解后，加入碘，再充分搅拌溶解，,将此溶液置于冰浴中，温度为0-10℃。一边搅拌，一边缓缓通入二氧化硫气体或加入液态二氧化硫,至重量增加到所需二氧化硫的重量百分比为止。避光静置24小时后。将此试剂装入容量法卡尔费休水分仪的滴定瓶中作为滴定剂。
所述的溶剂的组分及其质量比为：
氯代醇 50-80％
助溶剂 20-50％。
所述的氯代醇为：2-氯乙醇、2,2,2-三氯乙醇中的任意一种或组合；所述的助溶剂为：碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、乙腈中的任意一种或组合。
所述的溶剂的配置方法为：常温下将氯代醇与助溶剂混合，充分搅拌得到溶剂。
检测方法如下：首先，采用水分仪，进行滴定度进行标定，得到滴定剂的滴定度T，具体步骤如下：
第一步：将容量法水分仪、卡尔费休试剂以及待测硫酸乙烯酯的样品都放入露点为-50℃的干燥间进行操作；
第二步：先将配好卡尔费休容量法滴定剂装入水分仪的滴定瓶中，连接好滴定管；取50-100ml配好的卡尔费休容量法用溶剂在滴定杯中，装入仪器，滴定至溶剂无水，仪器漂移达到平衡；
第三步：用5ul的微量进样针称取约5mg纯水(精确到0.01mg)，标定出滴定剂的滴定度；
标定计算公式：T＝M水/V标*1000；
其中T---卡尔费休试剂的滴定度mg/ml；
M水---标定时水的进样量g；
V标---标定水时的滴定体积ml；
其次，对待测硫酸乙烯酯样品的水分进行测定，得到硫酸乙烯酯样品的水分含量W,具体步骤如下：硫酸乙烯酯进样约5-10g(精确至0.0001g)；仪器到终点后计算结果，样品含水量的计算公式：W＝T*V样/M样*1000，其中W为样品水分含量ppm。
下面对两种不同批次的硫酸乙烯酯样品进行检测。
检测中，滴定剂的组分及其质量比为：
检测中，溶剂的组分及其质量比为：
2,2,2-三氯乙醇 50％
碳酸丙烯酯 50％
首先，将水分仪、卡尔费休试剂以及待测样品都放入露点为-50℃的干燥间进行操作，先将配好卡尔费休容量法滴定剂装入仪器，边接好滴定管；取50ml配好的卡尔费休容量法用溶剂在滴定杯中，装入仪器，滴定至溶剂无水，仪器漂移达到平衡，用5ul的微量进样器吸取5ul去离子水，用减量法称重，精确至0.00001g，启动仪器标定出滴定剂的滴定度。
根据标定计算公式：T＝M水/V标*1000计算出滴定剂的滴定度。
下面是分别进行六次测试后得到的滴定度数值。
其次，开始对样品进行检测。
仪器稳定后进行检测，两个批次的硫酸乙烯酯分别进行6次测试，测试过程中，每次硫酸乙烯酯进样约5-10g(精确至0.0001g)；仪器到终点后根据样品含水量的计算公式：
W＝T*V样/M样*1000计算样品水分含量ppm。
下面是两个批次的样品分别进行六次测试后得到的含水量数值。
经过上述测试实验，对于不同批次的测试样品而言，六次测试结果偏差值在合理范围之内，其测试结果稳定，准确率较高。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (7)
1.一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，该检测方法采用卡尔费休容量滴定法测量硫酸乙烯酯的水分，其特征在于：
该检测方法中配置滴定剂和溶剂，其中，滴定剂为碘、二氧化硫、氯代醇、咪唑组成，溶剂中加入卤代醇、助溶剂，滴定剂和溶剂中都不含甲醇；
检测方法如下：首先，采用水分仪，进行滴定度进行标定，得到滴定剂的滴定度T，具体步骤如下：
第一步：将水分仪、滴定剂和溶剂以及待测硫酸乙烯酯样品干燥处理，
第二步：将滴定剂装入水分仪，接好滴定管；取配好的溶剂在滴定杯中，剂量为A ml装入水分仪中，滴定至溶剂无水，水分仪漂移达到平衡；
第三步：用微量进样器吸取A ul去离子水，用减量法称重，精确至0.00001g，启动水分仪标定出滴定剂的滴定度；
标定计算公式：T＝M水/V标*1000；
其中T---卡尔费休试剂的滴定度mg/ml；
M水---标定时水的进样量g；
V标---标定水时的滴定体积ml；
其次，对待测硫酸乙烯酯样品的水分进行测定，得到硫酸乙烯酯样品的水分含量W,具体步骤如下：硫酸乙烯酯进样约5-10g(精确至0.0001g)；仪器到终点后计算结果，样品含水量的计算公式：W＝T*V样/M样*1000，其中W为样品水分含量ppm。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，其特征在于：所述的滴定剂的组分及其质量比为：
3.根据权利要求2所述的一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，其特征在于：所述的滴定剂的配置方法为：
常温下将咪唑加入氯代醇中，充分搅拌溶解后，加入碘，再充分搅拌溶解，,将此溶液置于冰浴中，温度为0-10℃，搅拌同时通入二氧化硫气体或加入液态二氧化硫,至重量增加到所述的二氧化硫含量，避光静置后得到滴定剂。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，其特征在于：所述的溶剂的组分及其质量比为：
氯代醇 50-80％
助溶剂 20-50％。
5.根据权利要求4所述的一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，其特征在于：所述的氯代醇为：2-氯乙醇、2,2,2-三氯乙醇中的任意一种或组合；所述的助溶剂为：碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、乙腈中的任意一种或组合。
6.根据权利要求5所述的一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，其特征在于：所述的溶剂的配置方法为：常温下将氯代醇与助溶剂混合，充分搅拌得到溶剂。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种硫酸乙烯酯的水分检测方法，其特征在于：所述的进行滴定度标定过程中，将水分仪、滴定剂和溶剂以及待测硫酸乙烯酯样品放置在露点为-50℃的干燥间进行干燥处理。
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