島“鋰”在這兒，速來圍觀︱ICP-OES直接進樣測定鋰電池電解液中的14種雜質(zhì)元素
發(fā)布時間:2024-05-08 閱讀次數(shù)：573次
前言
近年來鋰電池行業(yè)發(fā)展迅猛，在移動設(shè)備、電動汽車、混合動力汽車等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是，鋰電池電解液中的雜質(zhì)會導(dǎo)致電池性能和安全性的下降，因此，在我國，HG/T 4067-2015標準要求采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)對電解液中的元素雜質(zhì)進行管理。
本應(yīng)用方案中，島津ICPE-9820電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（配置耐氫氟酸進樣系統(tǒng)和有機炬管）直接進樣分析鋰電池電解液中的雜質(zhì)元素。同時考察了樣品的加標回收率和重復(fù)性，以確認分析方法的準確和穩(wěn)定性。
直接進樣分析要點
★ 鋰電池電解液通常是將六氟磷酸鋰(LiPF6)溶解在有機溶劑中的混合溶液，基體復(fù)雜
★ 有機溶劑的存在會引起炬管積碳，也會對光譜信號產(chǎn)生干擾
★ LiPF6會水解生成氫氟酸HF，這對常規(guī)的玻璃進樣系統(tǒng)會帶來腐蝕的風(fēng)險
★ 直接進樣分析，需要既耐HF又耐有機的進樣系統(tǒng)
樣品前處理
①準備兩種鋰電池電解液樣品
樣品一為LiPF6 in EMC— 1.0 mol/L LiPF6溶于碳酸甲乙酯(EMC)的電解液。
樣品二為LiPF6 in EC/DMC— 1.0 mol/L LiPF6溶于碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)混合溶劑（v/v=50:50）中的電解液。
②準備稀釋溶劑
碳酸甲乙酯（EMC）、乙醇和水的混合溶液，體積比為1:4:5。
③準備上機溶液樣品，進行樣品稀釋
兩種電解液樣品，使用稀釋溶劑稀釋10倍后，待測。
④準備加標樣品
在用稀釋溶劑稀釋10倍的上機溶液中加入AI、As、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Na、Ni、Pb、Zn的混合標準溶液，制備成加標樣品。溶液中各元素的加標濃度為0.1mg/L (相當于電解液樣品中的1mg/kg)。
儀器配置及條件
● 耐氫氟酸及有機進樣系統(tǒng)
標準曲線
使用稀釋溶劑配制Al、As、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Na、Ni、Pb、Zn的標準溶液。將碳酸鋰添加到標準溶液中，用于基體匹配，每個濃度標準溶液中的鋰濃度均為1.0mol/L，具體情況如下表所示。
分析結(jié)果
本方法的檢出限（DL）遠小于HG/T 4067-2015標準限值要求，說明ICPE-9820可以滿足鋰電池電解液中雜質(zhì)元素的分析。兩種電解液樣品的具體結(jié)果見下表。
N.D. :低于檢出限
加標回收率
對兩種電解液進行加標回收試驗，結(jié)果如下表所示。
兩種電解液樣品的回收率在89%~107%之間，證實了用ICPE-9820分析鋰電池電解液中雜質(zhì)元素的準確性。
方法優(yōu)勢
★ ICPE-9800系列ICP-OES同時進行多種元素分析，高效省時省力。
★ 能穩(wěn)定、準確、精確地分析鋰電池電解液中的元素雜質(zhì)。
★ 電解液樣品稀釋后，直接進樣分析，無需額外處理。
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