Plasma2000测定磷酸铁锂中的溶出铁元素及锂、镍、铜、锌、镁、铬元素
关键词:Plasma2000,ICP-OES,磷酸铁锂,溶出铁,金属元素,全谱瞬态直读
磷酸铁锂是一种典型锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、价格低廉以及环境友好等特点。其中锂元素与铁元素分别占据着M1和M2位,含量与性能息息相关,同时若其杂质含量过高会影响电极材料的纯度,有些金属元素杂质还会对电化学性能产生有害影响,例如铬、镍、锌等的磁性金属单质会影响电池的自放电过程,因此测定磷酸铁锂中溶出铁元素及锂、镍、铜、锌、镁、铬元素具有重要意义。
仪器特点
Plasma 2000 电感耦合等离子体**光谱仪(钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司)是一种使用方便、操作简单、测试快速的全谱ICP-OES分析仪,具有良好的分析精度和稳定性。仪器特点如下:
固态射频发生器,**高稳定光源;
大面积背照式CCD芯片,宽动态范围;
中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构,体积小巧;
多元素同时分析,全谱瞬态直读。
Plasma 2000型ICP-OES光谱仪
样品前处理
锂元素测试
仪器参数
仪器工作参数
仪器工作参数 设定值 仪器工作参数 设定值
射频功率/W 1250 气流速/L·min-1 0.5
冷却气流速/L·min-1 13.5 蠕动泵转速/rpm 20
载气流速/L·min-1 0.5 进样时间/s 25
典型元素谱线
光谱扫描后,根据样品中各待测元素的含量及谱线的干扰情况,选其灵敏度适宜、谱线周围背景低且无其他元素明显干扰的谱线作为待测元素的分析线。其典型谱线见下图及下表。
准确度
按照实验方法测定样品,结果见下表
各元素的测定值 %
元素 测定值
Fe 0.1857
Li 4.610
Ni 0.0023
Cu 0.0037
Zn 0.0035
Cr 0.0105
Mg 0.0146
方法检出限
在该方法选定条件下,对铁基体空白溶液连续测定11次,以3倍标准偏差计算方法中各待测元素检出限。
各元素的分析谱线及检出限
元素 谱线nm 检出限ug/ml
Fe 234.349 0.018
Li 670.784 0.036
Ni 231.604 0.0039
Cu 324.754 0.0072
Zn 202.548 0.0015
Cr 267.716 0.0039
Mg 280.271 0.0285
结论
Plasma 2000光谱仪对磷酸铁锂中Fe、Li、Ni、Cu、Zn、Cr、Mg等元素进行测定,稳定性较好,检出限在0.0015ug/mL-0.0285ug/mL之间。Plasma 2000能够快速、准确、可靠的测定磷酸铁锂中Fe、Li、Ni、Cu、Zn、Cr、Mg等元素。
缺加标回收率数据,精密度数据,检出限数据需要较新。
钢研纳克国产ICP光谱仪测定锂离子电池电解液中的杂质元素
1 前言
锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐(六氟磷酸锂)和(酯类)组成,金属杂质直接影响锂离子在电解液中的传导以及电极的容量和寿命。金属杂质离子具有比锂离子低的还原电位,因此在充电过程中,金属杂质离子将首先嵌入到碳负极中,减少了锂离子嵌入的位置,减少了锂离子电池的可逆容量。高浓度的金属杂质离子的含量不仅会导致锂离子电池可逆比容量的下降,而且金属杂质离子的析出还可能导致石墨电极表面无法形成有效的钝化层,使整个电池遭到破坏,但低浓度的金属杂质离子对电池性能影响不大。各金属含量应小于0.002%,一般应为0.001%左右。[1]但实际生产中要求较低,实验中使用客户实际样品,应客户要求待分析元素为K、Na、Ca、Fe、Pb、Cr。
2.实验部分
2.1 仪器简介
电感耦合等离子体原子**光谱仪简称 ICP-AES ,文中使用我公司推出的全谱型光谱仪Plasma2000。
2.2 样品前处理
样品为**液态溶液。采用两种前处理方法:
方法(1)无机进样[2]。将5g样品置于聚四氟乙烯烧杯中,200℃加热至干,稍冷后加20mlHNO3,低温至全部溶解、蒸干,加10mlHNO3低温反应10分钟后加入1mlH2O2,低温待反应完毕后冷却,然后定容到25ml容量瓶中。
方法(2)直接**进样。将5g样品置于塑料瓶中,加入不同质量的标油,再加入一定量的无水,定量到10g,摇匀。
2.3 仪器参数
Plasma2000:
方法(1):功率 1.20KW,冷却气流量 15.0 L/min,气流量 0.5L/min,载气流量 0.5 L/min,蠕动泵泵速 20 rpm。玻璃雾化系统和矩管。
方法(2):功率 1.35KW,冷却气流量 18.0 L/min,气流量 0.5L/min,载气流量 0.35 L/min,蠕动泵泵速 20 rpm,氧气流量10ml/min。带冷却功能的玻璃雾化系统和矩管。
4.结论
使用电感耦合等离子体全谱仪ICP-2000分析锂离子电池电解液时,直接**进样*前处理,空白低,因此大大缩短了实验时间,提高了仪器的检出能力,可以测试1μg/g的元素含量。使用标准加入法可以消除基体对结果的干扰。
钢研纳克Plasma2000ICP光谱仪电感耦合等离子体**光谱仪测定球磨铸铁中Si、Mn、P、La、Ce、Mg含量
关键词:Plasma2000,ICP-OES,球磨铸铁,全谱瞬态直读
引言
球墨铸铁是一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。除铁元素外,它的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不**过3.0%以及适量的稀土、镁等球化元素。因此球墨铸铁中的Si、Mn、P、La、Ce 、Mg元素测定十分重要。本文采用Plasma2000电感耦合等离子体原子**光谱仪(ICP-OES) 对球墨铸铁中的Si、Mn、P、La、Ce、Mg元素含量进行了测定,标样和样品测试均得到了满意的结果。
仪器特点
Plasma 2000 电感耦合等离子体**光谱仪(钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司)是一种使用方便、操作简单、测试快速的全谱ICP-OES分析仪,具有良好的分析精度和稳定性。仪器特点如下:
固态射频发生器,**高稳定光源;
大面积背照式CCD芯片,宽动态范围;
中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构,体积小巧;
多元素同时分析,全谱瞬态直读。
样品前处理
参考标准GB/T 24520-2009《铸铁和低合金钢 镧、铈和镁含量的测定 电感耦合等离子体原子**光谱法》,准确称取0.5 g(至0.0001 g)试样,加入盐酸、硝酸混合酸分解,冒烟,以混酸溶解盐类,冷却状态下加入氢氟酸,试液稀释至一定体积,干过滤。Si稀释10倍测定,其他元素直接测定。
样品溶解图解
仪器参数
仪器工作参数 设定值 仪器工作参数 设定值
射频功率/W 1250 气流速/L·min-1 0.5
冷却气流速/L·min-1 13.5 蠕动泵转速/rpm 20
载气流速/L·min-1 0.5 进样时间/s 25
标准样品
选用标准样品进行测试
标样编号 标样名称
GBW(E)010188a 稀土镁球墨铸铁
典型元素谱线
准确度及稳定性
标样GBW(E)010188a测试结果
元素 Plasma2000测定值/% RSD(n=11)/% 认定值/% 标样不确定度/%
实际样品测试
样品编号 1# 2#
元素 Plasma2000/% 参考结果*/% Plasma2000/% 参考结果*/%
*参考结果为其他实验室测定值
方法检出限
在选定工作条件下对标准溶液系列的空白溶液连续测定11次,以3倍标准偏差计算方法中各待测元素检出限,以10倍标准偏差计算方法中各待测元素的测定下限。
各元素的谱线和方法检出限
元素 谱线/nm 方法检出限/% 测定下限/%
结论
参考标准GBT 24520-2009,利用Plasma 2000电感耦合等离子体**光谱仪对球磨铸铁中Si、Mn、P、La、Ce、Mg元素进行测定,方法检出限在0.00001%~0.00165%之间,检测结果与标样认定值一致。该方法应用范围广泛,对火花光谱无法检测的非白口化样品也能分析检测。 Plasma 2000能够快速、准确、可靠的测定球墨铸铁中的Si、Mn、P、La、Ce、Mg元素。
仪器优点
1. 优异的光学系统
2. 固态射频发生器,体积较加小巧
3. 流程自动化,状态及自动保护
4. 科研级检测器,较高的紫外**化效率
5. 强大分析谱线
6. 信息直观丰富
7. 多窗口多方法
8. 编辑功能强大
9. 智能谱图标定
10.智能干扰矫正
钢研纳克ICP光谱仪测定电池级碳酸锂中 17种杂质元素
摘要:介绍了一种使用电感耦合等离子体**光谱仪直接测定电池级碳酸锂中17种杂质元素的方法,并对该方 法进行了验证,结果显示加标回收率在94% ~ 108%之间,线性相关系数大于0.999,相对标准偏差(RSD)小于4%。 该方法适用于多,多批次碳酸锂中杂质元素的分析。
关键词:电感耦合等离子体原子**光谱法;电池级碳酸锂;杂质元素
电池级碳酸锂是生产锂电池正极材料(主要 有钻酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)以及电解液的关 键**原料。由于电动汽车对锂电池需求巨大, 具有广阔的发展前景,电池级碳酸锂也进入发展 快车道。碳酸锂材料的品质直接决定其价位,而 杂质分析是判定其品劣**的环节。依 据标准YS/T 582—2013《电池级碳酸锂》规定,碳 酸锂质量分数应不大于99.5%[1-3]。本文采用电感耦 合等离子体**光谱仪,测定了电池级碳酸锂中的 17种杂质元素,结果满意。
1实验部分
1.1主要仪器及工作参数
Plasma2000型全谱电感耦合等离子体**光 谱仪(钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司);EH45A plus型电加热板(莱伯泰科)。
ICP-AES工作条件:**功率为1.3 kW;冷却 气流量为13.0 L/min;气流量为1.0 L/min;雾化 器流量为0.65 L/min;蠕动泉泉速为20 r/min。使用旋流雾化室、耐高盐雾化器、耐高盐炬管,中心管管 径为2.0 mm。
1.2试剂
Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、 Rh、Sr、V、Zn、Si标准储备溶液(国家钢铁材料测试 中心);硝酸(北京化学试剂研究所);实验用水为高 纯水;氩气(北京诚维峰气体有限公司):纯度大于 99.995%。
1.3样品处理
准确称取2.500 0 g碳酸锂样品于100 mL烧杯 中,加入适量高纯水,缓慢加入5mL硝酸,加热溶解 后,冷却全室温,转移定容至50 mL容量瓶待测。
1.4标准溶液系列的配制
实验选取消解好的样品溶液作为溶剂配制标 准曲线。混合元素标准溶液的配制:逐级稀释各元 素标准溶液配制成下表所需浓度,加入消解后的样 品溶液定容至刻度摇匀。元素Si的标准溶液单 配制:同样用样品溶液作为溶剂逐级稀释Si标液配 制成如表1所列浓度。
2结果与讨论
2.1线性相关系数
本实验采用标准加入法进行测定。分别对混合元素标准溶液和Si标准溶液进行测定,各元素的 相关系数(见表2)均在0.999以上。
2.2分析谱线的选择
对同一元素,ICP-AES有多条谱线可供选择,但是由于基体的影响和其他元素对待测元素可能产 生的干扰,需对谱线进行干扰的考察和选择,本文 对待测的17种元素谱线进行了筛选,比较了各谱线 的谱图、背景轮廓和强度值,并作出了相应的背景 扣除,有效减少了背景的影响,终选择的元素谱 线如表3。
在上述选定的工作条件下,重复测量空白溶液 11次,以空白测定标准偏差的3倍计算各元素的检 出限,结果列于表4。
2.4加标回收率
对碳酸锂样品进行了加标回收率试验及精密 度试验(见表5),各元素的回收率均在94%〜108% 之间。
2.5样品测试结果
按照实验方法对样品进行分析,结果列入表6。
3结语
本文使用Plasma2000型全谱电感耦合等离子 体**光谱仪测定碳酸锂中的杂质元素,通过计算检出限、回收率和精密度,分析结果准确稳定,可用 于电池级碳酸锂中Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、 Mn、Na、Ni、Pb、Rh、Sr、V、Zn、Si 等杂质元素的分析 测定。
钢研纳克检测技术股份有限公司(代码:300797)是*企业中国钢研科技集团有限公司(钢铁研究总院)的二级单位,从事分析仪器装备和分析检测技术的研究、开发和应用的**创新型企业。目前公司提供的主要服务或产品包括分析检测仪器、第三方检测服务、标准物质/标准样品、能力验证服务等检测相关产品与延伸服务。钢研纳克不仅是中国分析仪器设备制造的行业企业,也是国内元素检测领域仪器种类、综合实力的仪器装备和分析测试技术的研究机构之一。公司及子公司牵头制修订7项、参与制修订20余项、制定170余项及行业标准;研制家级标准物质/标准样品300多种。力争成为测试仪器装备领域有影响力的**竞争参与者、成为具有**影响力的材料表征评价认证的和综合解决方案的提供者。钢研纳仪器产品主要包含:电感耦合等离子体质谱仪,ICPMS,ICP光谱仪,国产ICP,国产ICP-MS,ICP光谱分析仪,电感耦合等离子体光谱仪,电感耦合等离子体**光谱仪,食品重金属检测仪、土壤重金属检测仪、波长色散X射线荧光光谱仪、金属原位分析仪、脉冲熔融-飞行时间质谱仪、试验机、环保监测设备等技术水平的检测装备,其中多款仪器*(属国内台套)。产品质量稳定,检测数据可靠,累计市场占有率排名国内行业**,部分产品成为同类产品的业界,牵头制定了相关仪器和检测标准。钢研纳克检测技术股份有限公司是国内早使用和开发ICP光谱仪和ICP-MS的科研单位之一,依托钢铁材料测试中心,培育了一批ICP光谱仪和ICP-MS应用和仪器。ICP光谱仪产品标准GB/T 36244-2018和ICP-MS仪器计量检定规程GB/T 34826-2017的起草单位。重大科学仪器专项《ICP痕量分析仪器的研制》牵头单位,*ICP系列分析仪器的发展。拥有30多年ICP方法开发经验,懂ICP应用的国产ICP&ICP-MS制造商。免费培训,解决客户应用方法的难题,让您ICP光谱仪和ICP-MS用的!,上市公司,品质之选!. 联系人:文经理 电话 手机.