库伦法卡尔费休测定氯代碳酸乙烯酯的水分（1478 ppm 实测）

1、前言

氯代碳酸乙烯酯（CEC）在锂电行业是电解液的成膜添加剂，在化工行业是有机合成的中间体。两种用法卡的是同一个指标：水。

电解液里的水会和六氟磷酸锂反应放出 HF，HF 啃正极材料的表面、破坏负极那层已经长好的 SEI 膜，电芯化成阶段跟着产气，循环寿命也往下掉。行业里电解液的水分控制线一般压在 20 ppm 以下，添加剂是配液时直接称量的原料，往往卡得更紧。

CEC 这类液态碳酸酯，水分通常在千分之几的量级，干燥失重法测不了——样品本身带挥发性，烘箱里跑掉的不只是水。这个量级的水，常规手段是卡尔费休库伦法：电解池里的碘由电解产生，与水按 1:1 反应，法拉第定律把电量直接换算成水的质量，检测下限能到微克。本实验用上海佳航 JH-C3 卡尔费休水分测定仪（库伦法）测了三份 CEC 样品，把进样、参数和主要误差来源一并记下来。

本实验采用上海佳航 JH-C3 卡尔费休水分测定仪（库伦法）完成，配醛酮专用阳极、阴极电解液与双铂电极，下文数据与步骤均在该仪器上完成。

2、实验准备

2.1 试验设备

JH-C3 的测量范围 3 µg～1000 mg（H₂O 质量数），检测精度 0.1 µg，准确度 >99.7 %（1000 µg 纯水），电解电流 0～400 mA，电解速度分 6 档、由仪器按试剂能力自动控制，漂移智能跟踪。操作界面是彩色触摸屏，结果可存 100 条，配专用打印机出条。

2.2 实验试剂

试剂没选常规的甲醇基卡尔费休液。原因在基体上：甲醇体系遇到碳酸酯类样品，酯交换一类的副反应会把背景漂移顶起来，而漂移量是会被算进结果的，样品越干、这部分占比越大。醛酮专用试剂针对的就是这类容易起副反应的基体，目的是把背景漂移压回设定阈值以内——这是后面 1.478 mg/g 这个结果能站住的前提。

清洗用的配套清洗液与干燥管硅胶按试剂说明准备。

3、实验步骤

3.1 样品测试

装好试剂之后先跑预电解，把电解池里的残余水电解掉，等漂移值降到 50 µg/min 以下再开始进样。池内的水没除净就进样，测到的是"样品水 + 池内水"，这一步省不得。

样品从密封瓶中取出，用 250 µL 微量注射器吸样，针外壁用无绒纸擦干。注射器先在天平上称重，记下初重；点击仪器界面的"系统进样"，针头穿过进样口隔膜、浸入阳极液面以下，缓慢注入；拔出后再称一次，两次称量的差值就是进样质量。之后点击开始测定，终点判定完成，把进样质量输入仪器，含量自动算出来。

仪器参数设置如下表。

这些参数里，漂移值定得越低预电解耗得越久，日常检验取 50 µg/min 是速度和准确度的折中；最小电解速率决定接近终点时的加电细分程度，定得粗，终点容易过冲。

3.2 数据计算

仪器按电量换算水量，关系式是法拉第定律：

m(H₂O) = Q × M / (n × F)

式中 Q 为电解消耗的电量（C），M 为水的摩尔质量 18.015 g/mol，n 为每分子水参与反应的电子数（取 2），F 为法拉第常数 96485 C/mol。

样品的水分含量按下式折算：

w = m(H₂O) ÷ m(样品)

第一份样品电解出的水为 303.70 µg，进样质量 0.2031 g，代入得 1.495 mg/g。三份样品的折算结果见 4.1。

4、结果与讨论

4.1 测试结果

4.2 讨论

平行性。 三份样品折算出来的含量在 1.468～1.495 mg/g 之间，极差 0.027 mg/g，RSD 0.99 %。进样量从 0.19 g 到 0.26 g 差了三成，水的绝对量跟着从 280 µg 变到 380 µg，但含量基本不动，这说明结果跟着样品走，不是仪器漂移堆出来的。

影响结果的两个动作。 一个是注射器挂液。CEC 有点黏，针尖和针外壁容易残留，两次称重之间挂掉一点，进样质量偏小、含量算出来就偏高，所以进样前后都要把针外壁擦净。另一个是漂移阈值。一份 0.2 g 的样品水量约 300 µg，滴定过程中漂移带来的叠加误差在千分之几，跟实测 RSD 一个量级；把阈值从 50 µg/min 往下压，重复性还有余地。

试剂和进样量怎么选。 醛酮专用试剂解决了基体副反应的问题，代价是单价高一些、开封后吸潮更敏感，要按说明密封保存。进样量的取法也有讲究：少于 0.1 g，单份样品的绝对水量掉到 100 µg 出头，漂移的占比就上来了；超过 0.4 g，一次滴定的时间长，而且高含水样品容易把电解速度顶到上限。0.2～0.3 g 是这类碳酸酯样品比较顺手的区间。

这个结果意味着什么。 1478 ppm 对电解液添加剂来说偏高。CEC 在配液时是直接称量投料的，这部分水会带进最终的电解液里，稀释之后未必超标，但余量就没了。来料水分偏高的批次，建议先做干燥再投料，批次之间也要留出复检记录。

数据由上海佳航应用实验室实测提供

5、结语

本实验采用上海佳航 JH-C3 卡尔费休水分测定仪（库伦法）完成氯代碳酸乙烯酯的微量水分测定，三份平行样的平均值为 1.478 mg/g、RSD 0.99 %。0.1 µg 的检测精度和自动终点判定，配上醛酮专用电解液，能把这类碳酸酯基体的背景漂移压住；6 档电解速度自动控制，高低含水的样品不用换参数。样品密封保管、预电解跑到位、注射器进出称重这三件事做到位，重复性就能稳住。

上海佳航仪器仪表有限公司提供微量水分检测的仪器配置与方法支持，可按用户样品出具实测数据。