电解液，被称为锂电池的血液，对锂离子电池的工作温度、比能量、循环效率、安全性等主要性能起着决定的作用。而六氟磷酸锂是生产电解液的核心材料，已经作为电解质锂盐实现商品化应用。在六氟磷酸锂电解液的制备过程中不可避免会残留一定量的氟化氢、水和其他金属离子，金属离子的存在会对负极材料产生重大影响。高浓度的金属杂质离子的含量不仅会导致锂离子电池可逆比容量下降，金属杂质离子的析出还可能导致石墨电极表面无法形成有效的钝化层，使整个电池遭到破坏，因此标准规定了六氟磷酸锂电解液中各金属元素含量限值。

      使用常规的消解后上机测试一般会将六氟磷酸锂电解液进行大量稀释，可能使得电解液中的真实含量偏低；而且，消解的过程中也可能引入新的杂质，对六氟磷酸锂电解液中各元素含量的准确测定产生影响；此外，根据标准《六氟磷酸锂电解液》（HG/T 4067-2015），六氟磷酸锂电解液采用稀释后直接进样法测定各元素含量，并无消解过程。因此，本应用中心以20%乙醇稀释六氟磷酸锂电解液，采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES），搭配TEC制冷附件及耐氢氟酸进样系统、有机进样系统对两种六氟磷酸锂电解液进行元素含量的准确测试，测试数据具有较好的平行性和加标回收率，可以作为六氟磷酸锂电解液实际样品的分析方法。

关键词：锂电，电解液，有机进样，ICP-OES，HG/T 4067-2015

实验部分

仪器

表1 电感耦合等离子光谱仪

表2 电感耦合等离子光谱仪检测参数

试剂及标准品

      试剂：电子级无水乙醇；

      纯水：18.2 MΩ·cm去离子水；

      标准溶液：Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、Mg、Mo、Ni、Na、Pb、S、Zn单元素标准溶液，1000 ug/mL，国家有色金属研究院。

样品前处理

       称六氟磷酸锂电解液2.0g，用20%乙醇定容到10.0g。

标准曲线与检出限

      选择待测元素合适的分析谱线绘制标准曲线，测试结果显示待测元素线性相关系数大于0.9990。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样品浓度作为仪器检出限。各待测元素的标准曲线线性相关系数、分析谱线及检出限见表3。

表3 待测元素分析谱线、线性相关系数及检出限

方法精密度测试

       对平行制备7份六氟磷酸锂电解液样品加标后的样品进行次测试，结果显示各元素RSD均小于5.0%，表明该方法精密度良好，各元素方法精密度测试结果见下表4。

表4 六氟磷酸锂电解液加标样品精密度测试结果（单位：mg/Kg）

实际样品加标回收率测试

      对两种六氟磷酸锂电解液样品进行加标回收率测试，每个样品按照元素含量选择合适的浓度进行加标，如表6所示，每个样品的加标回收率都在90.7 ~ 108%之间。

表5 样品测试结果及加标回收率（单位：mg/kg）

结语

      本实验采用20%乙醇稀释六氟磷酸锂电解液，以ICP-OES测定其稀释后样品中的铅、铁、铜、锌、铬、铝、钠、钙、镁、汞、硫、钴、镍、钼14种元素含量，为后续六氟磷酸锂电解液中杂质元素含量的测定建立了方法。从实验结果来看，所建立标准曲线的线性相关系数均大于0.9990，实际样品中待测元素的精密度测试RSD均小于5.0%，且实际样品中各待测元素加标回收率在90-108%之间，元素检出限范围在0.023 ~ 0.107 mg/kg；表明样品测试精密度和准确度结果良好，该方法可以应用于六氟磷酸锂电解液样品中铁、钠、镁、汞、硫、镍、钼等元素含量测试。

      完整报告下载

• 附录

设备与耗材方案

一、 EXPEC 6500D 有机进样系统配置详情

二、试剂及标准品