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ICP-OES是鋰離子電池中元素快速分析的理想儀器
閱讀：1595 發(fā)布時間：2019-7-8正極材料,、負(fù)極材料、隔膜,、電解液是鋰離子電池的四大組成部分,，它們的性能、質(zhì)量直接影響著鋰離子電池的能量密度,、安全性,、循環(huán)壽命等。
在鋰離子電池這四大組成部分中,，正極材料是受關(guān)注的,，因為它決定了鋰離子電池的能量密度。目前技術(shù)比較成熟的正極材料有鈷酸鋰,、錳酸鋰,、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰等。正極材料的元素配比和雜質(zhì)控制是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中重要的質(zhì)量控制環(huán)節(jié),，而負(fù)極材料和電解液雜質(zhì)含量對電池產(chǎn)品的安全性能有著重要影響,。因此 ICP-OES 等元素分析儀器已然成為鋰離子電池生產(chǎn)的標(biāo)配。
業(yè)內(nèi)*,，鋰離子電池材料組成極其復(fù)雜,，通常含大量無機鹽類、極易電離元素,，甚至含有有機物或qin氟酸等成分,。大量復(fù)雜的基體,，會對 ICP-OES 元素分析帶來大量物理干擾或光譜干擾，對儀器復(fù)雜基體耐受性能和抗干擾性有非常嚴(yán)格的要求,。常規(guī) ICP-OES 在測定時常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,、炬管經(jīng)常性堵塞導(dǎo)致等離子體經(jīng)常熄滅等問題。
安捷倫科技作為分析技術(shù)領(lǐng)域的供應(yīng)商,，在鋰離子電池原材料檢測領(lǐng)域積累了大量經(jīng)驗和數(shù)據(jù),。明星產(chǎn)品 Agilent 5110 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 (ICP-OES)，具有的系統(tǒng)穩(wěn)定性,，能夠輕松應(yīng)對復(fù)雜基體樣品的分析,，是鋰離子電池中元素快速分析的理想儀器。
5110 ICP-OES 在鋰離子電池材料分析過程中到底能解決哪些問題,？讓我們先睹為快,！
高 Li 基體中微量 Na、K 測試因電離干擾無法獲得準(zhǔn)確結(jié)果,？
Agilent 5110 ICP-OES *的冷錐接口（CCI）設(shè)計（如圖1）,，能將等離子體中溫度較低的外焰成功剝離開，極大地消除易電離元素的干擾,。即便對于 Li 基體中極難測的 K,、Na 元素，5110 ICP-OES 依然可測得準(zhǔn)確穩(wěn)定的結(jié)果：加標(biāo)濃度為 0.05 mg/L 時,，碳酸鋰中 14 個雜質(zhì)元素的回收率在 95~105% 之間,，連續(xù)測試 2.5 小時，各元素 RSD 小于 2%,。
圖 1. 5110 ICP-OES 冷錐接口（CCI）設(shè)計
圖 2. Li 基體中 Na,、K 元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線（0.005、0.01,、0.02,、0.05、0.1,、0.2 mg/L）
三元材料中主量元素的分析結(jié)果不穩(wěn)定,？
“長期穩(wěn)定性”是衡量 ICP-OES 儀器系統(tǒng)穩(wěn)定可靠程度的重要指標(biāo)，也是鋰離子電池用戶選擇 ICP-OES 時重點關(guān)注的性能,。“復(fù)雜基體長期穩(wěn)定”一直是安捷倫 ICP-OES 標(biāo)志性的特點,。在利用 安捷倫5110 ICP-OES 測試三元材料中 Ni、Co,、Mn 時,，可得到優(yōu)異的長期穩(wěn)定性結(jié)果：2.5 小時連續(xù)測試，各元素 RSD 小于 1.0%。
圖 3. Ni,、Co,、Mn 的標(biāo)準(zhǔn)曲線（50、100,、200,、500、900mg/L）
六氟磷酸鋰電解液有機進(jìn)樣,，背景信號嚴(yán)重干擾微量元素,？
通過使用安捷倫的快速自動曲線擬合技術(shù)（FACT），可利用數(shù)學(xué)擬合技術(shù),，對復(fù)雜的背景結(jié)構(gòu)快速建模,，準(zhǔn)確地測定分析物信號。如圖 4 所示,，20% 乙醇溶液稀釋后的六氟磷酸鋰樣品,，原始譜圖中，As 受到嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)背景干擾,，無法準(zhǔn)確測試,；而利用 FACT 技術(shù)進(jìn)行背景校正后，As 信號從復(fù)雜的有機物背景干擾中成功剝離出來,，得到了準(zhǔn)確可靠的結(jié)果,。
圖 4. 采用 FACT 技術(shù)扣除背景后的譜圖