2019化學(xué)諾獎(jiǎng)花落鋰家,賽默飛為您解密鋰電池材料檢測(cè)

發(fā)布日期：2019-10-20 19:39:04 來源：互聯(lián)網(wǎng)

“The Nobel Prize in Chemistry 2019 rewards the development of the lithium-ion battery. This lightweight, rechargeable and powerful battery is now used in everything from mobile phones to laptops and electric vehicles. It can also store significant amounts of energy from solar and wind power, making possible a fossil fuel-free society.”

——摘自www.nobelprize.org/prizes/

北京時(shí)間10月9日下午5點(diǎn)45分，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的 John B. Goodenough 教授，紐約州立大學(xué)Binghamton分校的 M. Stanley Whittingham 教授，以及日本旭化成公司化學(xué)家 Akira Yoshino，以表彰其在鋰電池研究開發(fā)的卓越貢獻(xiàn)。

圖1：磷酸鐵鋰的橄欖樹結(jié)構(gòu)示意圖

國(guó)內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月，由于受到磷酸鐵鋰原料加工合成工藝的影響，在合成過程中條件稍有變化就容易生成雜質(zhì)，降低材料的儲(chǔ)能容量。另外，在鋰電池的充放電循環(huán)過程中，由于多種雜質(zhì)元素的存在常常導(dǎo)致材料晶體結(jié)構(gòu)的塌陷，最終會(huì)嚴(yán)重的影響電化學(xué)循環(huán)壽命和帶來安全性的潛在因素。因此，能夠準(zhǔn)確測(cè)定鋰電池材料中的主量及雜質(zhì)元素含量將具有重要意義。

Thermo Scientific™ iCAP™ 7000系列是賽默飛最新開發(fā)的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，自2013年全球發(fā)布以來，以其優(yōu)異的性能、獨(dú)特的設(shè)計(jì)、人性化易用和多用途高效率等特點(diǎn)獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。iCAP 7000 ICP-OES滿足鋰電池材料中多元素分析的需求，提供所有同類產(chǎn)品中極具競(jìng)爭(zhēng)力的檢出限和穩(wěn)定性。

iCAP 7000系列ICP-OES在鋰電池材料檢測(cè)中獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：

● RACID86檢測(cè)器：

166-847nm，全波長(zhǎng)連續(xù)覆蓋，輕松應(yīng)對(duì)正極高基體富線元素干擾，天然防溢出設(shè)計(jì)，紫外量子化效率高，確保<190nm以下波長(zhǎng)具有極佳的靈敏度，如S180.7nm、B182.6nm、 P178.2nm 、Pb182.2nm、 As189.0nm等；

● 優(yōu)異的光學(xué)系統(tǒng)性能：

分辨率0.007nm @200nm，光室恒溫，核心光學(xué)元件固定不動(dòng)，保證系統(tǒng)機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；

● 新型固態(tài)RF發(fā)生器：

采用變頻快速匹配，適合于有機(jī)等樣品直接進(jìn)樣；

● 優(yōu)異的檢出限：

15秒積分時(shí)間可以獲得亞ppb級(jí)的檢出限；

● 高效快速分析：

實(shí)時(shí)的背景校正技術(shù)，可在1分鐘內(nèi)完成多達(dá)60個(gè)元素的測(cè)定；

● D-torch 全惰性炬管：

可以耐高濃度HF 酸、30％鹽水等高基體樣品分析，較普通石英炬管具有更長(zhǎng)的使用壽命，方便更換清洗；獨(dú)特的強(qiáng)耐腐蝕性陶瓷矩管為六氟磷酸鋰電解液分析提供保障。

目前在鋰電池正極材料中采用較多的有：磷酸鐵鋰、NCM三元、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、碳酸鋰等，該類材料對(duì)主量元素和雜質(zhì)元素檢測(cè)均具有較高要求。

案例1，iCAP 7000檢測(cè)鋰電池正極材料磷酸鐵鋰主量和雜質(zhì)元素含量

圖2.1磷酸鐵鋰中Pb標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2.2 Ni標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 磷酸鐵鋰中Li標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線

實(shí)驗(yàn)采用試劑空白進(jìn)行連續(xù)10次的測(cè)量，以10次空白溶液的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差做為該條件下的檢出限（μg/mL），其中方法定量限采用3倍檢出限乘以稀釋因子100（0.25󑴡g）即得

磷酸鐵鋰檢測(cè)各元素檢出限

案例2，iCAP 7000檢測(cè)鋰電池正極材料NCM三元材料主量和雜質(zhì)元素含量

三元材料鈷鋰錳鎳高精密度檢測(cè)數(shù)據(jù)

iCAP 7000 Radial測(cè)試三元前驅(qū)體主量元素2小時(shí)穩(wěn)定性（單位 %）

iCAP 7000優(yōu)異的紫外區(qū)性能，輕松進(jìn)行三元材料中低濃度磷和硫元素的測(cè)定

iCAP 7000 Radial測(cè)試50ppb硫信號(hào)圖

iCAP 7000 Radial測(cè)試雜質(zhì)S元素2小時(shí)穩(wěn)定性（單位 mg/kg）

一顆合格鋰電池的基本組成包括外殼、正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液等。賽默飛為您提供完整解決方案。

更多賽默飛TEA&ICP-MS產(chǎn)品在鋰電池行業(yè)應(yīng)用案例：

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