在全球新能源产业快速发展的背景下，锂电池凭借高能量密度、长循环寿命等优势，已成为新能源汽车、储能设备等领域的核心能源载体。电解液作为锂电池内部锂离子传输的核心介质，其纯度与性能直接决定电池的充放电效率、循环稳定性及安全性，而电解液配制过程中的用水纯度是影响其品质的关键因素之一。电子化学品制备实验对水质有着严苛要求，尤其是锂电池电解液配制，水中的离子杂质、有机物、颗粒等污染物会与锂盐发生副反应，产生腐蚀性物质，破坏电极与隔膜结构，导致电池容量衰减、内阻增大，甚至引发短路等安全隐患。
传统纯化水设备难以稳定达到该标准，且存在水质波动大、监测滞后等问题，无法满足电解液配制实验的高精度需求。博清生物科技（南京）有限公司作为专注于超纯水制备技术的企业，其研发的超纯水机采用“预处理-反渗透（RO）-电去离子（EDI）-抛光处理”一体化工艺，可实现对原水的深度净化，同时配备在线水质监测系统，实时监控电阻率、TOC等核心指标，为科研实验提供稳定可靠的高纯度用水。
一、实验部分
（一）实验设备与试剂
1、核心设备：博清生物超纯水机；电子天平；手套箱；电化学工作站；电池充放电测试仪；超纯水水质检测仪（台式TOC分析仪、便携式电阻率仪）。
2、实验试剂：六氟磷酸锂；碳酸二甲酯；碳酸二乙酯；普通纯化水；石墨负极材料；三元正极材料；隔膜。
（二）实验方案设计
本实验采用对照实验法，设置实验组与对照组，两组实验除用水来源不同外，其余实验条件完全一致。实验组采用博清生物超纯水机产水配制电解液，对照组采用普通纯化水配制电解液，通过水质指标检测、电解液性能测试、电池组装与循环性能测试三个阶段完成实验研究。
（三）实验步骤
1、超纯水水质检测：启动博清生物超纯水机，待设备运行稳定后（约30min），通过在线监测系统与便携式检测仪分别测定产水的电阻率（25℃）、TOC含量、颗粒数（>0.22μm）及微生物含量，连续检测3次，取平均值；同时对对照组普通纯化水进行相同指标检测，作为对比基准。
2、电解液配制：在氩气氛围手套箱内，按DMC:DEC=1:1（体积比）配制混合溶剂，分别向两组混合溶剂中加入LiPF₆，使锂盐浓度达到1.0mol/L，其中实验组使用博清生物超纯水调节体系湿度（添加量为溶剂总质量的0.01%），对照组使用普通纯化水进行相同操作。搅拌2h至锂盐完全溶解，静置12h后过滤除杂，得到两组电解液样品。
3、电解液性能测试：采用电化学工作站测定两组电解液的电导率（25℃），每组样品测试5次，取平均值；通过卡尔费休水分测定仪检测电解液中的水分含量，评估水质对电解液除水效果的影响。
4、电池组装与循环性能测试：以石墨为负极、NCM811为正极、Celgard 2400为隔膜，分别注入两组电解液，在手套箱内组装CR2032扣式电池。将组装好的电池静置24h后，采用电池充放电测试仪进行循环性能测试，测试条件为：电压范围2.7-4.2V，电流密度0.5C，循环次数500次，记录每次充放电的容量、效率等数据，计算容量保持率与平均充放电效率。
二、实验结果与分析
（一）超纯水水质检测结果
博清生物超纯水机产水的电阻率稳定在18.25MΩ·cm（25℃），远高于对照组普通纯化水（1.5MΩ·cm），达到电子级Ⅰ级水的电阻率要求；TOC含量为10ppb，显著低于对照组（85ppb），且满足TOC<30ppb的严苛标准；颗粒数（>0.22μm）仅为0.3个/mL，微生物含量<1CFU/mL，无明显杂质污染。
博清生物超纯水机之所以能实现优异的水质净化效果，主要得益于其优化的制备工艺：预处理阶段通过石英砂过滤、活性炭吸附去除原水中的悬浮物、余氯与部分有机物；深度脱盐阶段采用RO+EDI组合工艺，RO膜脱盐率达95-99%，EDI技术进一步深度去除残留离子，使产水电阻率提升至18.25MΩ·cm；抛光处理阶段通过混合离子交换树脂与终端超滤，有效去除微量TOC与颗粒杂质，同时配备在线监测系统，实时监控水质波动，确保产水质量稳定可靠。
（二）电解液基本性能测试结果
实验组电解液的电导率为10.35mS/cm，波动范围仅为0.2mS/cm，表现出良好的导电性与稳定性；对照组电解液的电导率为8.72mS/cm，波动范围达0.8mS/cm，导电性与稳定性均劣于实验组。水分含量测试结果显示，实验组电解液水分含量为12ppm，对照组为48ppm，显著高于实验组。
分析认为，对照组普通纯化水中的离子杂质（如钙、镁、铁离子等）会与LiPF₆发生副反应，消耗锂盐并生成不溶性杂质，降低电解液的离子传导效率，导致电导率下降；同时，普通纯化水中的高TOC含量与水分会加剧电解液的水解反应，产生氢氟酸等腐蚀性物质，不仅增加电解液水分含量，还会破坏电解液的稳定性。而博清生物超纯水机产水的高纯度的有效规避了上述问题，确保锂盐充分溶解，维持电解液的稳定组成与优异导电性。
（三）电池循环性能测试结果
实验组电池在0.5C电流密度下循环500次后，容量保持率仍达92.3%，平均充放电效率为99.2%，且循环过程中容量衰减均匀，无明显突降现象；对照组电池循环500次后容量保持率仅为78.6%，平均充放电效率为96.2%，循环至300次后容量衰减速率明显加快。
电池循环性能的差异主要源于电解液纯度的不同。实验组采用的超纯水纯度高，无杂质离子与有机物污染，电解液在充放电过程中能形成稳定的固体电解质界面（SEI膜），有效抑制电解液降解与电极腐蚀，从而保障电池的长循环稳定性与高充放电效率。而对照组电解液中的杂质会破坏SEI膜的完整性，导致锂离子迁移阻力增大，电极表面发生不可逆反应，进而引发电池容量快速衰减与充放电效率下降，甚至可能因杂质颗粒刺破隔膜引发电池内部短路，存在安全隐患。
三、结论与展望
（一）结论
本研究通过系统实验探究了博清生物超纯水机在锂电池电解液配制实验中的应用效果，得出以下核心结论：（1）博清生物超纯水机产水水质优异，电阻率稳定在18.25MΩ·cm（25℃），TOC<10ppb，颗粒数（>0.22μm）<1个/mL，完全满足电子级Ⅰ级水标准及锂电池电解液配制实验的严苛水质要求；（2）基于该超纯水配制的电解液具有良好的导电性与稳定性，电导率稳定在10.2-10.5mS/cm，水分含量低至12ppm，有效规避了杂质对电解液性能的负面影响；（3）采用该电解液组装的锂电池循环稳定性与充放电效率显著提升，循环500次后容量保持率达92.3%，平均充放电效率超99.0%，远优于普通纯化水配制的电解液。
综上，博清生物科技（南京）有限公司研发的超纯水机凭借稳定的高纯度产水、完善的在线监测系统与便捷的操作性能，可有效适配电子化学品制备实验中锂电池电解液配制的需求，为提升电解液品质与电池性能提供可靠的水质保障。
（二）展望
未来可进一步拓展博清生物超纯水机在电子化学品制备领域的应用场景，如正极材料合成、隔膜清洗等关键环节，系统探究其水质对各类电子化学品性能的影响机制；同时，可结合锂电池电解液的个性化需求，优化超纯水机的制备工艺与水质参数，开发针对性的超纯水解决方案，为新能源材料科研实验提供更精准、高效的水质支撑。此外，还可开展超纯水机的长期运行稳定性测试，进一步验证其在连续实验中的适用性与耐久性，推动超纯水制备技术在锂电池科研领域的广泛应用。
