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浅析锂电池中杂质金属离子检测

屹尧科技
2022.11.14


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近年来,由于节能环保的需要以及大型动力锂电池技术的进步,使锂离子电池在电动汽车、电动自行车、电动工具和储能等领域展现出巨大的应用前景。


在锂电池的充放电循环过程中,由于铁等多种杂质元素的存在,常常导致材料晶体结构的缺陷、降低材料的储能容量,最终会严重影响电化学循环寿命和甚至出现自燃等严重安全问题。因此,准确测定锂电池中材料中的杂质元素含量就显得十分重要。


目前,锂电池材料杂质的引入分两种,一种是正极材料,一种是负极材料。石墨是较早应用的负极材料,与其他碳材料相比,其导电性、结晶度更高,良好的层状结构和充放电电压也十分适合正极材料的脱嵌运动,且目前工艺成熟、成本较低,是较为理想的负极材料。


但运用传统的消解方法并不能完全消解石墨材料,本文采用的微波消解法,能够将石墨类负极材料完全消解,并且处理时间短、消解效果好、交叉污染和空白值低,有利于后续对多种无机元素的快速准确测定。



仪器

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高通量微波消解仪M6

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UHP10超高压消解转子

样品及试剂

样品:石墨

试剂:硝酸(优级纯)、硫酸(优级纯)、高氯酸(优级纯)


测试过程

1.  称取样品0.1g,置于消解罐中。
2.  向消解罐中加入相应体积比例的硝酸、硫酸和高氯酸。
3.  空白对照直接加入相应的酸。所有消解罐盖好密封盖,装入外套筒内,按表1进行微波消解。


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表1 微波消解程序


4.  待程序运行完毕,冷却至60℃以下取出打开消解罐,用超纯水定容到50mL。
5.  消解结果:消解液无色澄清。
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测试结果

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高性能微波消解仪M6

M6之所以能够在石墨负极材料的消解中有如此优异的表现并且备受用户欢迎,主要是因为其如下两个特点:

1.  专利的温压双控技术。底部臻时短波透射红外测温技术准确监控所有消解罐内消解液温度,确保结果更稳定和更高重复性;同时专利的超压自密闭智能控压技术【专利号:201410220143.3】既能确保所有消解罐反应安全亦能避免交叉污染。

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2.  转子自动升降系统。采用精巧设计的联动系统,只需轻开安全门,即可实现转子的自动升降平移,转子取放更便捷、更安全。

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