编号：FTJS08751
篇名：高氯酸消解-ICP-OES测定炭复合磷酸铁锂中的锂、铁、磷
作者：张斌彬 李景滨 王世宁 何鹏飞 查小琴
关键词： 磷酸铁锂 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) 高氯酸 锂电池 正极材料
机构： 中国船舶集团有限公司第七二五所（洛阳船舶材料研究所） 国家新材料生产应用示范平台（先进海工与高技术船舶材料） 河南省船舶及海工装备结构材料技术与应用重点实验室
摘要： 磷酸铁锂是锂电行业主要的产业化原料之一,与传统钴酸锂相比,在比能量、寿命、成本、环境兼容性上有显著优势。以锂离子电池用正极材料炭复合磷酸铁锂为研究对象,采用电感耦合等离子体发生光谱仪(ICP-OES)同时测定其中的锂、铁、磷含量。对样品消解、谱线选择、仪器工作参数、溶剂效应消除、谱线背景干扰消除、分析方法正确度、精密度进行了讨论。炭复合磷酸铁锂样品中含约5%的碳单质,0.1 g样品用5 mL高氯酸加热消解至目视澄清后,再反复加蒸馏水-加热冒烟2次,可完全消解。样品消解情况用三维视频显微镜确认,目视澄清的消解液经30倍放大后,仍可见有未消解的颗粒物;继续加蒸馏水-加热冒烟2次后,消解液经30倍放大观察,确认样品已消解完全。消解后的试液定容至100 mL,按10∶100稀释,得到同时测定锂、铁、磷含量的溶液。样品消解仅使用高氯酸一种试剂,操作便捷,样品中的碳单质被完全消解,消除了碳单质包覆样品对测定结果准确性的影响。仪器最佳工作条件为:高频功率:1.1 kW;雾化器流量:0.8 L·min-1;分析谱线-观测方向/高度:Li610.365 nm-轴向、Fe259.940 nm-径向/12 mm、P178.222 nm-轴向、P213.618 nm-径向/12 mm。使用随样品消解同时处理的试剂空白,按基体匹配法配制标准溶液,能最大程度减小溶剂基质效应。对于Li610.365 nm使用快速自动曲线拟合技术(FACT)消除仪器工作气体氩气的Ar610.564 nm背景干扰,显著提高校准曲线的线性系数及分析精密度。在仪器最佳工作条件下,测定范围为锂1%~9%,铁20%~40%,磷10%~30%;校准曲线线性关系系数r>0.9990;重复测定样品的相对标准偏差(RSD,n=7)在0.35%~1.01%之间;加标回收率在91.2%~112%之间;实验室双人内部循环(IRR)结果使用F,t(双样本异方差假设)检验进行差异性评价,两人平行试验结果无明显差异。分析方法具有推广应用价值。
