仪器ICP在锂电池行业的应用解决方案锂电池正极材料分析仪

仪器ICP在锂电池行业的应用解决方案

 ICP3000测定锂电池正极材料-钴酸锂和镍钴锰酸锂(NCM)中8种金属元素含量

正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，也是目前商业化锂离子电池中主要的锂离子来源，其性能和价格对锂离子电池的影响较大。

目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。三元材料是与钴酸锂结构较为相似的锂镍钴锰氧化物(LiNixCoyMn1-x-y02)的俗称，这种材料在比能量、循环性、安全性和成本方面可以进行均衡和调控。电池材料中各元素的化学剂量比对其电化学性能具有显著影响，同时电极材料中杂质元素的含量也会对使用的安全性，及循环性能具有一定影响，故准确测定这些元素具有重要意义。

 仪器简介

ICP-3000全谱直读型电感耦合等离子体**光谱仪是由仪器公司集多年研发经验开发的全自动智能化**光谱仪仪器，仪器*的他激式全固态射频电源和新一代科研级CID检测器，具有分辨率高、测试速度快、动态范围广、工作稳定可靠、自动化程度高、操作简便等优点，用于测定各种物质中的常量、微量、痕量元素的含量。

 仪器与试剂

仪器ICP3000全谱直读电感耦合等离子体**光谱仪；Milli-Q plus**纯水系统；sartorius BAS224S-CW型万分之一电子天平。

铝、镍、铜、锌、铬、铁、钛、镁单元素标准溶液：1000ug/mL(国家标物中心制)。

硝酸、盐酸为优级纯，试验用水为**纯水。

标准曲线和检出限

表1  线性参数与检出限

元素	线性范围 ρ/（ug/mL）	线性回归方程	相关系数	检出限ρ/（ug/mL）
Al-396.152	10.0以内	Y=4125.982X+73.931	R=0.999776	0.0099
Ni-216.556	10.0以内	Y=1053.379X+1.192	R=0.999862	0.0055
Cu-324.754	10.0以内	Y=11758.087X+80.328	R=0.999895	0.0042
Zn-206.2	10.0以内	Y=3081.825X+80.328	R=0.999913	0.0038
Cr-283.563	10.0以内	Y=11745.353X+157.490	R=0.999908	0.0016
Fe-259.94	10.0以内	Y=8169.577X+118.019	R=0.999935	0.0028
Ti-334.941	10.0以内	Y=33905.422X-219.110	R=0.999867	0.0004
Mg-279.553	10.0以内	Y=286764.250X+6649.706	R=0.999665	0.0002

精密度与回收率

表2  钴酸锂、镍钴锰酸锂(NCM)精密度、回收率实验结果（n=11）

 

元素	钴酸锂	镍钴锰酸锂(NCM)
精密度RSD/%	回收率/%	精密度RSD/%	回收率/%
Al-396.152	0.19	90.85	1.30	88.56
Ni-216.556	2.29	88.50	0.30	—
Cu-324.754	0.78	79.50	0.93	104.50
Zn-206.2	0.42	112.00	0.88	91.00
Cr-283.563	0.62	82.00	0.47	89.50
Fe-259.94	0.69	89.00	0.89	92.00
Ti-334.941	0.54	94.77	0.24	99.00
Mg-279.553	0.18	98.16	0.27	98.50

 

由表2可知：本方法的精密度在0.18%~2.29%之间，加标回收率介于79.5%~112%之间，说明实验结果非常稳定，试验方法准确可靠。

本方法通过加标的方式在基体存在的情况下筛选出光谱干扰小、信噪比较高、灵敏度较好的分析谱线，基本上杜绝了光谱干扰的影响。该方法操作简单，方便快捷，具有较低的检出限和较高的精密度，标回收实验也证明该方法拥有较好的加标回收率，是一种准确可靠，便捷高效的分析方法。

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