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聯(lián)系格丹納

廣州格丹納儀器有限公司

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微波消解ICP-MS法測定鋰電池磷酸鐵鋰中金屬雜質(zhì)元素

傳統(tǒng)的鋰電池材料通常使用金屬鋰或其合金作為正極材料。但隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池逐步得到推廣應(yīng)用,開啟了鋰電行業(yè)的高效模式,其循環(huán)性壽命和安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的鋰電池。但磷酸鐵鋰中的金屬元素含量過多,會嚴(yán)重影響鋰離子電池的安全性能,因此測定磷酸鐵鋰中的鋅、銅、鋁、錳等元素含量具有非常重要的意義。樣品前處理是金屬元素分析的重要環(huán)節(jié)。本文采用微波消解法對正極材料磷酸鐵鋰進(jìn)行前處理,通過ICP-MS測定其金屬元素含量,比較其消解效果。

磷酸鐵鋰元素測定


實(shí)驗(yàn)部分

1.試劑
鹽酸(優(yōu)級純,ρ≈1.19 g/mL)

2.儀器與材料
A8微波消解儀(格丹納)
萬分之一電子天平
微波消解罐(聚四氟乙烯,100 mL)
濾紙
移液槍

3.樣品
樣品:磷酸鐵鋰-1 、 磷酸鐵鋰-2

使用前將樣品取出放置于坩堝中,干燥3 h(100 ℃),烘干后置于干燥器中冷卻后備用。

樣品


4.微波消解法
稱取適量樣品(精確到0.0001g)置于微波消解罐中,用少量水潤濕,再加入5 mL鹽酸,擰緊蓋子后放置于A8微波消解儀中,設(shè)置好消解程序(如表所示)并啟動,直至消解結(jié)束。待樣品冷卻后定容至50mL,用濾紙過濾后,上ICP-MS進(jìn)行測定。

微波消解儀消解程序

稱樣

稱樣

加酸

加酸

消解前狀態(tài)

消解前狀態(tài)

樣品置入微波儀

樣品置入微波儀

微波消解程序

微波消解程序

樣品消解

樣品消解

消解后狀態(tài)

消解后狀態(tài)

定容

定容

定容

樣品過濾

樣品過濾



5.檢測結(jié)果

磷酸鐵鋰中金屬元素檢測含量

從表結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出,微波消解法能準(zhǔn)確檢測出磷酸鐵鋰中鋅、銅、鋁、錳、鎘、鉛和鈷金屬元素的含量。



結(jié)論

采用微波消解儀能滿足磷酸鐵鋰中金屬元素的檢測需求。A8微波消解儀具有消解速度快、試劑用量少、消解體系封閉、避免元素?fù)]發(fā)損失和樣品的污染等優(yōu)點(diǎn)。


本文中實(shí)驗(yàn)儀器介紹:

A8微波消解儀

A8微波消解儀

A8微波消解儀消解快速高效,20分鐘內(nèi)完成絕大部分有機(jī)/無機(jī)/液體/固體樣品的處理,對食品及生物樣品特別有效,密封消化避免了一些能形成易揮發(fā)組分如砷、硒、汞的損失,并且外源性污染少。

使用A8微波消解的優(yōu)勢:

1、通常采用的2450MHz的微波,變頻雙磁控管高能微波場發(fā)射,非脈沖連續(xù)微波輸出。

2、大多數(shù)傳統(tǒng)試劑在微波消解中仍然可以使用,且用于消解的酸類不會因?yàn)槠浠钚猿煞值恼舭l(fā)而降低或失去其強(qiáng)度。

3、正常工作狀態(tài)下消解罐完全密閉無泄露。密閉微波消解可通過提高溫度/壓力協(xié)助反應(yīng),使反應(yīng)物在特定溫度下發(fā)生快速分解,減少分解所需的時(shí)間,提高工作效率。

4、由于微波消解試劑用量少且密閉,可消除由于空氣傳播的微粒或滲出現(xiàn)象而導(dǎo)致的樣品污染。因此有較低的空白值。

5、垂直/水平雙向波導(dǎo)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)三維輸出。通過溫壓控制可以保證消解的質(zhì)量,保證反應(yīng)一致的平行性和重復(fù)性。

6、內(nèi)置大功率離心風(fēng)機(jī),消解完成后自動原位快速冷卻罐體,10min左右溫度從200℃降到安全溫度,縮短降溫降壓時(shí)間。

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