[發(fā)明專利]一種鋰電池三元正極材料中鈷含量的測定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410026500.2
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103776953A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚文俐;鄭攀
• 申請（專利權(quán)）人: 江西省鎢與稀土產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（江西省鎢與稀土研究院）
• 主分類號: G01N31/16
• 分類號: G01N31/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含錳量較高的材料中鈷含量的測定方法，具體涉及鋰電池三元正極材料中鈷含量的測定方法。?

背景技術(shù)

隨著近些年對節(jié)能及環(huán)保的需求日益增加，鋰電池的應(yīng)用亦愈趨廣泛，而鋰電池正極材料作為其核心關(guān)鍵材料，該行業(yè)的發(fā)展前景十分理想。目前，具有層狀堆積結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳三元正極材料憑借其高比容量、循環(huán)性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性好及價格低廉等優(yōu)點迅速的被人們所研究利用，是一種具有很大發(fā)展前景的高性能鋰離子電池正極材料。?

在鋰離子三元正極材料的制備過程中，鎳鈷錳三者含量配比對其電化學(xué)性能具有很大的影響，所以在進行三元正極材料研究時，必須準(zhǔn)確分析鎳鈷錳的含量。?

根據(jù)現(xiàn)有的測定方法，鎳鈷錳三元正極材料中鎳和錳的測定較為容易，而鈷在分析時卻經(jīng)常受到各種因素的干擾，對于微量鈷含量的測定一般采用原子吸收分光光度法，該方法快速簡便，具有較好的測定精密度，但是對于鈷的常量測定則需要進行稀釋操作，容易產(chǎn)生誤差，影響測定精密度。?

?對于鈷的常量分析目前廣泛采用電位滴定法，鈷含量的測定范圍：5%～25%，試樣中錳的含量小于0.05%時，可忽略錳量的影響，缺點是試樣中錳的含量大于0.05%時，用過量的鐵氰化鉀氧化鈷的同時錳（Ⅱ）也被滴定，錳(Ⅱ)對測定結(jié)果為正干擾，須采用其它方法得出總錳量，然后從測得的總鈷量中扣除樣品中總錳量，從而得到單一鈷含量，該方法不僅操作較為繁瑣，且容易產(chǎn)生較大誤差。?

發(fā)明內(nèi)容

針對目前現(xiàn)有鈷含量測定技術(shù)的各種不足與缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡便，準(zhǔn)確度高的三元正極材料中鈷含量測定方法。?

為實現(xiàn)上述要求，本發(fā)明的方法按以下步驟進行：?

?準(zhǔn)確稱量0.5～1g三元正極材料于燒杯中，加入15mL鹽酸與5mL硝酸加熱溶解完全，蒸發(fā)至溶液體積在10mL左右時取下冷卻，轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中定容;

?分取10mL三元正極材料溶解液加入250mL燒杯中，加入5mL磷酸及3mL高氯酸加熱升溫至冒大量高氯酸煙完全后稍冷立即加入10mL蒸餾水及2g絡(luò)合劑，取下冷卻待滴定分析；

?往之前氧化絡(luò)合處理過的試樣燒杯中加入3～5g硫酸銨和60mL檸檬酸銨氨性混合溶液，冷卻至20℃以下，在攪拌下緩慢地倒入5～10mL鐵氰化鉀溶液(視Co量而定一般過量2～5mL)，先以較快速度用鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至接近終點，然后逐滴加入，記錄鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液加入量及電位值并求出電位突越時鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液加入量，按以下公式(1)計算：

???????????????????????(1)

—樣品中鈷含量

V₁—準(zhǔn)確加入鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升（mL）

V₂—返滴定時消耗鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升（mL）

V—試液的總體積，單位為毫升(mL)?

V₃—分取試液的體積，單位為毫升(mL)?

K—鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對鈷標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的滴定系數(shù)；

m—稱取試樣的質(zhì)量，單位為克（g）

ρ—鈷標(biāo)準(zhǔn)濃度，單位為克每毫升（g/mL）;

??準(zhǔn)確移取10.00mL鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液于200mL燒杯中，加入3～5g硫酸銨和60mL檸檬酸銨氨性混合溶液，準(zhǔn)確加入15.00mL鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，在電位滴定儀上，用鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定，確定終點電位和滴定終點。按以下公式(2)計算鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對鈷標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的滴定系數(shù):

???????????????????????(2)

K—滴定系數(shù)，單位體積的鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗鈷標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積數(shù)

V₀—移取鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)，mL

V₁—返滴定所消耗鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)，mL

V₂—加入鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)，mL。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點在于：?

??采用電位滴定法，與傳統(tǒng)的滴定管目視滴定相比較避免了人為監(jiān)測造成的誤差，提高了測定的準(zhǔn)確性。

??消除了大量錳對鈷測定的干擾，省去了以往錳含量分析的減錳操作，簡化了整個分析測定的步驟，提高了效率。?

??與現(xiàn)有的原子吸收法、化學(xué)滴定法等相比，具有設(shè)備投資少，所用試劑少，設(shè)備簡單的特點，適合普遍的實驗室使用。?

附圖說明