前言隨著全球碳中和時代的到來,，新能源領(lǐng)域近年來發(fā)展迅速。目前,，鋰電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動力汽車和儲能系統(tǒng)中,。而新一代鈉電池由于具有更低的成本和采用更容易獲取的原材料,，正逐漸發(fā)展壯大。鈉電池正極材料主要分為三種技術(shù)路線,，即層狀氧化物,、普魯士藍類和聚陰離子正極材料，而每一種技術(shù)路線的正極材料又可細分為多種類型,。目前比較有代表性的正極材料為層狀氧化物,，主要包括 Co、Cu,、Mn,、Fe、Ni,、Ti,、V 和 Cr 等金屬氧化物[1]。采用常規(guī) ICP-OES電感耦合等離子體光譜儀 測定鈉電池正極材料中的主含量元素或?qū)?yīng)的摩爾百分比時,，容易出現(xiàn)較大偏差,，不利于控制產(chǎn)品質(zhì)量,。本研究基于安捷倫 ICP-OES 所具有的超高穩(wěn)定性，開發(fā)出一種測定層狀氧化物中主含量元素及摩爾比的方法,。該方法具有出色的線性范圍,、精密度和穩(wěn)定性，可滿足日常測定要求,。

實驗部分試劑和樣品鹽酸為電子級,，購于 VWR 試劑公司；所用實驗用水為 MilliporeMilli-Q 超純水系統(tǒng)現(xiàn)制備的高純?nèi)ルx子水,；10000 µg/mL Cu,、Fe、Mn 和 Ni 單元素標準溶液品由安捷倫提供（部件號分別為5190-8378,、5190-8402,、5190-8414 和 5190-8422）。樣品為人工合成的擬鈉電池層狀氧化物消解溶液,，用于模擬鈉電池層狀氧化四元正極材料樣品,，其組成約為：Cu 578.1 µg/mL、Fe 511.4 µg/mL,、Mn 751.1 µg/mL 和 Ni 804.7 µg/mL,。上機測試前，將該溶液用 1% HCl 介質(zhì)稀釋 100 倍,。儀器和設(shè)備采用 Agilent 5800 ICP-OES 系統(tǒng)（部件號 G8018AA）,，配備如下安捷倫模塊：垂直雙向觀測系統(tǒng)、5 通道蠕動泵,、雙通道玻璃進樣系統(tǒng),、高精度氣體質(zhì)量流量計、高精度恒溫光室（溫度波動 ± 0.1 °C）,、專有中階梯光柵分光系統(tǒng)和 VistaChip III CCD 檢測器,。儀器操作條件見表 1。

標準品配制分別移取不同質(zhì)量/體積標準 Cu,、Fe,、Mn 和 Ni 單標溶液，以1% HCl 為介質(zhì),，配制得到 50 mL,，濃度分別為 0、5.0,、10.0,、15.0、20.0,、25.0 µg/mL (ppm) 的混合標準溶液,。

結(jié)果與討論校準曲線和背景校正表 2 為 0.0–25.0 µg/mL 濃度范圍內(nèi) Cu,、Fe、Mn 和 Ni 元素分析波長,、背景校正方式,、校準曲線線性回歸方程和線性相關(guān)系數(shù)匯總表。從中可以看到,，采用 5800 ICP-OES 系統(tǒng)默認的自動擬合背景校正方式,，所獲得的四種目標元素的校準曲線相關(guān)系數(shù)均大于 0.9999，表明該方法在 0.0–25.0 µg/mL 的濃度范圍內(nèi)具有良好的線性,。

精密度精密度可反映測定數(shù)據(jù)的短期穩(wěn)定性,。樣品進行了 10 次精密度測試，結(jié)果見表 3,。從表中可以看到,，在無內(nèi)標校正的情況下,，Cu,、Fe、Mn 和 Ni 元素摩爾百分比 (mol%) 極差（即最大值 – 最小值）均 < 0.05%,，相對標準偏差 (RSD) 均 ≤ 0.06%,，表明該方法能有效控制主含量元素摩爾百分比誤差，具有出色的精密度,。

長期穩(wěn)定性針對于主含量元素測定長期穩(wěn)定性偏差大的難題,，樣品進行了4 h 穩(wěn)定性測試。為方便展示測定過程中數(shù)據(jù)波動的情況,，分別將Cu,、Fe、Mn 和 Ni 元素的實測摩爾百分比減 20%,、20%,、30%、30%,，結(jié)果如圖 1 和表 4 所示,。從中可以看出，4 h 內(nèi) Cu,、Fe,、Mn 和 Ni 元素的摩爾百分比極差分別為 0.12%、0.07%,、0.12%和 0.14%,，表明測定結(jié)果波動極小，該方法具有出色的長期穩(wěn)定性,。

除摩爾百分比以外,，4 h 內(nèi)各目標元素的測定濃度 RSD 均小于0.5%,，濃度極差值均小于 12.00 µg/mL，表明儀器在連續(xù)多個小時的測定情況下,，具有優(yōu)異的表現(xiàn),。

結(jié)論本文介紹了一種采用安捷倫高性能 5800 ICP-OES 系統(tǒng)定量分析鈉電池正極材料中主含量元素（包括 Cu、Fe,、Mn 和 Ni）的方法,。憑借該 ICP-OES 系統(tǒng)的高精度光室溫度控制系統(tǒng)（波動 ± 0.1 °C）和高精度氣體流量控制系統(tǒng)，該分析方法在目標元素測定濃度范圍內(nèi)具有良好的線性,，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的精密度和長期穩(wěn)定