锂离子电池生产过程中要用到纯水,负极石墨配料主要采用水溶液法,正极磷酸铁锂配料也采用水溶液法,圆柱电池注液后清洗液要用到去纯水。此外锂离子电池原料生产也需要用到大量纯水,所以必须控制纯水杂质才能保证锂离子电池品质。首先先了解下水中杂质的成分和成因。
天然水的杂质成分有悬浮颗粒、胶体物质和溶解物质
悬浮颗粒尺寸较大,易于在水中下沉或上浮。易于下沉的一般是大颗粒泥沙、黏土和矿物废渣,能够上浮的是体积较大而密度较小的有机物、藻类、细菌、病毒等。悬浮物影响水的浊度、色度、气味。颗粒直径一般在0.1μm以上。
胶体物质尺寸很小,难以下沉。是许多分子和离子的集合体,天然水中的胶体物质主要是铁、铝和硅的化合物。通常有黏土、某些细菌及病毒、腐殖质和蛋白质等。有机高分子物质通常也属于胶体一类。工业废水排入天然水中,通常会形成各种各样的胶体和有机高分子物质。天然水中的胶体一般带有负电荷,也有少量带正电荷的碱金属化合物胶体。有机胶体物质还有动植物肢体腐烂和分解而生成的腐殖质。颗粒直径一般在0.1—0.微米之间。
溶解物质包括有溶解气体、矿物质和微生物
溶解气体,各种气体在水中的溶解度差别很大,多数气体都可以溶解在水中,天然水体中溶解较多主要是氧、氮和二氧化碳,有时也含有少量的硫化氢。
天然水中的氧气主要来自空气中氧的溶解,以及部分水生植物光合作用产生的氧气。天然水体氧含量在5-10mg/L,最高不超过14mg/L。氧是比较活泼的元素,易于发生化合反应造成金属腐蚀,造成机器零件损坏。
天然水中的氮气主要来自空气中氮的溶解,部分是有机物分解及含氮化合物的细菌还原等生化过程的产物,天然水中氮气含量在25-30mg/L。
天然水中的二氧化碳主要来自有机物的分解和某些矿物质的化学反应,水中二氧化碳99%为分子状态,1%左右与水作用生产碳酸。地表水含量一般小于20-30mg/L,地下水含量可达mg/L,高的可达数百毫克每升。海水中二氧化碳含量很少,因为海水的PH值在8-8.5之间。
天然水中的硫化氢是由有机质腐败后产生的酸性物质,以及含硫矿物的还原反应。硫化氢易于被氧化,因此含量很少,若发现水体中硫化氢含量较高,则可能是被含硫物质的污水污染造成的。硫化氢对普通金属具有锈蚀作用,和多数化学药品发生反应,生成有色沉淀,所以在工业用水中必须除掉。
天然水中的矿物质含量根据所处环境地质条件的不同,离子种类及含量也有很大差别。主要为钙、镁、钠的硫酸盐、碳酸盐和氯化物等。此外还有少量钾、铁、锰、铜及相关的硅酸盐、碳酸盐和硝酸盐。这些离子主要来源于矿物质的溶解,也有可能来源于水中有机物的分解。天然水体中某些重金属含量超标,例如砷、铬、铜、铅、汞等,除了于天然重金属矿有关外,还与不规范的污水排放有关。
天然水中的微生物除作为饮用水时对人体健康造成影响外,对工业生产很多领域也会造成重大影响,例如食品加工,酿造、皮革生产等。