超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定锂电用隔膜材料中 铝、钙、镉等元素含量

      锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。而隔膜中微量元素的含量对隔膜的性能至关重要,越来越多的厂家开始重视隔膜中微量元素的检测,电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)能同时测定隔膜中的多种元素,具有灵敏度高检测下限低稳定性好消除背景干扰可实现多元素同时测定等优点,广泛应用于各类原材料的化学元素检测。

       本文采用EXPEC 790S超级微波消解,EXPEC 6500D型ICP-OES对隔膜材料中铝、钙、镉、钴、铬、铜、铁、汞、钾、镁、锰、钠、镍、铅、锌元素含量进行测试。前处理简单易操作,测试实际样品具有较好的平行性和准确性,可以作为隔膜样品的多元素快速分析方法。

实验部分

仪器

表1 电感耦合等离子体发射光谱仪及超级微波

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表2 电感耦合等离子体发射光谱仪参数

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试剂及标准品

      试剂:优级纯硝酸、优级纯高氯酸、优级纯磷酸;

      纯水:18.2 MΩ·cm去离子水;

      标准溶液:Al、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Zn1000 mg/L(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

样品前处理

      称取样品加入8位30 mL的TFM消解管中,避免粘壁。向消解管中加入少量硝酸,高氯酸,磷酸超声5min,120℃预热30min后,将消解管装入消解管架,转移至超级微波平台,按表3程序进行消解。消解程序完成后取出,再用超纯水定容至25mL。

       超级微波消解程序如下:

表3 超级微波升温程序

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注:黄色实线表示设定温度,红色曲线表示实际温度,绿色实线表示实际压力。

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图1 超级微波升温曲线

测试结果

      标准曲线与检出限:针对分析样品选择合适分分析线进行测定,待测元素线性相关系数均大于0.9999,线性较好。并根据ICP-OES方法检出限标准定义,以空白试样连续分析11次所得测定值的3倍标准偏差所对应的浓度作为方法检出限,相关性系数及方法检出限结果见表5。

      加标回收率及精密度测定:将样品进行上机测试,并测定加标回收率。其加标回收均在99.6%-109.0%。并平行测定7个加标后样品计算其精密度(RSD)其RSD<2.5%,其测定结果稳定可靠,可用于隔膜中杂质含量的测定。

表5测定元素相关系数及检出限、加标回收率(n=7)

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结语

      本实验建立了一种超级微波快速消解隔膜材料,采用EXPEC 6500D型ICP-OES测定Al、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Zn元素含量的方法。从实验结果来看,所建立标准曲线的线性相关系数均大于0.9999,测定标回收均在99.6%-109.0%,RSD<2.5%,其测定结果稳定可靠,表明该方法可以应用于隔膜材料的多元素快速分析。

完整报告下载电感耦合等离子体发射光谱法测定隔膜中的杂质元素

  • 附录

设备与耗材方案

一、EXPEC 6500D 标准进样系统配置详情

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二、EXPEC 790S型超级微波化学工作站配置详情

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三、试剂及标准品 

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