电解液含水量、浊度、色度分析使用在线光谱仪的重要意义

锂电池制造过程中，电解液作为锂离子的流通通道，在锂电池中起到连接正负极的作用。对于锂电池电解液，其中最主要的要求在于3个方面——含水量、浊度、色度。它们会对电解液的性能产生不同的影响。对于上述的3种要求，我们根据它们对电池的产生影响进行如下的分析。

一、含水量过高的危害

锂电池电解液含水量出厂标准是小于等于20ppm（有些要求低于50ppm），正常值约10ppm。含水量的高低会对锂电池的电阻、放电电容、电池循环容量衰减、电池的厚度等产生影响。

含水量过高，会产生副反应机制。水分与电解液中的锂盐反应，生成氢氟酸（HF）等酸性物质，导致HF腐蚀正极材料，表面生成LiF等钝化层，增加界面阻抗。对于负极SEI膜会被破坏后再生，消耗活性锂并形成更厚的非均质层，增加电荷转移阻力。这样会使内阻升高导致充放电效率下降，倍率性能恶化，电池发热加剧。

使放电容量降低。含水量过高，正极材料会产生如过渡金属溶解的结构腐蚀，降低锂离子存储位点。负极表面产生如析氢反应的副反应导致锂枝晶生长，活性锂不可逆消耗。还有电解液中锂离子浓度下降，会降低有效载流子数量。

导致循环容量衰减加速。水分会诱发的SEI膜破裂、再生，不仅持续消耗电解液溶剂（EC、DMC）和锂盐，其稳定性下降会触发副反应链式循环（如界面腐蚀、锂枝晶生长），导致活性锂不可逆损失与容量加速衰减。

电池的厚度膨胀。水分含量的增加，电池的厚度也在变大。因为水分会参与电解液分解发生链式反应（H2O+EC→CO2+C2H4+H2O)，产生气体。气体在密闭电池内部积累，导致软包电池鼓包或方形或圆柱电池内压升高。之后在长期循环中电极材料体积膨胀与气体压力叠加，加剧厚度变化，可能引发壳体破裂或电解液泄漏。

行业内对电解液的水分检测目前都是采用库仑法卡氏水分仪进行。由于电解液的组成越来越复杂、添加剂的应用越来越多，一些添加剂的加入导致常规的卡氏试剂在测试时出现副反应，测试结果不平行，漂移值上升。

针对上述检测方法的缺陷，CYS-EX-H2O微量水含量在线光谱分析仪可以做到无需试剂，无需样品预处理，避免测试时出现副反应，做到精准测量。产品自带高稳连续光源和恒温探测器，可选配全自动清洗组件，可以进行痕量水测量。

二、引发浊度的原因

电解液正常情况下是无色透明，无机械杂质。

锂盐分解或是水解，生成 LiF、POF3 等不溶性固体颗粒，LiF等无机盐溶解度极低以悬浮颗粒形式存在，直接导致电解液浊度升高；添加剂夹带杂质引入不溶物，例如，过量的阻燃剂可能与电解液溶剂分层，形成浑浊界面。某些SEI成膜添加剂（如VC、FEC）在特定浓度或温度下可能与其他组分（如锂盐）发生反应，生成不溶性物质（如聚碳酸酯）；温度因素，在 低温环境 下的二氟磷酸锂，溶解缓慢导致未完全溶解，表现为浑浊。在高温下LiPF6会加速分解及溶剂氧化，显著增加浑浊风险。

目前的检测方法存在一些问题。目视观察法主观性强，仅能检测>1 NTU的浊度，灵敏度低且无法区分颗粒类型。动态光散射发采用的仪器昂贵，为了避免多重散射还需稀释样品。显微镜观察法，样品制备需进行干燥、镀膜操作，流程复杂，无法实时检测。

CYS-EX-CAT在线光谱浊度分析仪，基于近红外散射与吸收原理研发。产品采用12°散射角和环形阵列探测器，特殊结构抗光衰并耐轻度窗口脏污，确保仪器测量结果精准且能长期稳定使用。

三、色度异常对电池性能的影响

电解液的色度（颜色深浅）是其化学稳定性和纯度的重要指标。这里我们着重分析色度异常对电池性能的影响。正常电解液应呈现无色或淡黄色透明液体。

如电解液呈现为淡黄色，可能预示溶剂轻微氧化，导致SEI膜增厚，内阻小幅升高；呈现为深黄或是棕色，表明严重副反应（如金属溶解、LiPF6分解），容量衰减加速，循环寿命下降；如果产生黑色悬浮物，是由于大量不溶碳质颗粒（如石墨负极剥离），会引发短路风险。

使用CYS-EX-CAC色度分析仪在线光谱仪基于可见光吸收光谱原理，实时检测液体色度。产品带有高稳连续光源、高精度滤光片、恒温探测器、全自动清洗和多色标体系。

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