[發明專利]一種磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留游離鋰含量的檢測方法

有效

• 申請號: 201610156984.1
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105842389B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 于文志;陳家驊;許丁丁;項曉鵬;鄭金龍;胡大偉;葛照明
• 申請（專利權）人: 浙江瑞邦科技有限公司
• 主分類號: G01N31/16
• 分類號: G01N31/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 張金剛

技術領域

本發明涉及鋰含量測定方法，特別涉及到一種磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留游離鋰含量的檢測方法。所述的磷酸鐵鋰/碳復合材料為鋰離子電池的正極材料。

背景技術

磷酸鐵鋰/碳復合材料做為一種鋰離子電池正極活性材料，因其具有價格便宜、環境友好、安全性高、循環性能好，在動力電池和儲能電池領域有大量的應用。

磷酸鐵鋰/碳復合材料在合成過程一般為：采用鋰鹽、鐵鹽、磷鹽和碳源進行濕法混合，然后干燥后，進行高溫燒結制得磷酸鐵鋰/碳復合材料。對于磷酸鐵鋰/碳復合材料的常用鋰鹽為：碳酸鋰、氫氧化鋰，而這些鋰鹽在高溫過程中會出現少量的揮發導致合成的磷酸鐵鋰化學元素比例失準，為解決這個問題，在工業生產中一般會增加鋰鹽的投料量來擬補燒結過程中鋰鹽損失。但是如果增加的鋰鹽量過多或燒結時由于爐溫或燒結時間的波動會造成在制得的磷酸鐵鋰/碳復合材料中存在微量的游離鋰殘留。而微量的游離鋰對于磷酸鐵鋰/碳復合材料屬于雜質，含量過高會影響磷酸鐵鋰/碳復合材料的電化學性能。通過對磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留的游離鋰含量的測定，可以判斷磷酸鐵鋰/碳復合材料的性能，防止將磷酸鐵鋰/碳復合材料制作成電池后才發現材料的性能上的問題。

目前對于磷酸鐵鋰/碳復合材料中的殘留游離鋰尚未見公開的測試方法。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺點與不足，提供一種磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留游離鋰含量的檢測方法。所述的磷酸鐵鋰/碳復合材料為鋰離子電池的正極材料。

本發明所述的目的提供下述技術方案實現：一種磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留游離鋰含量的檢測方法，包括如下步驟：

(1)制備磷酸鐵鋰/碳復合材料樣品待測液

稱取40-60g的待測磷酸鐵鋰/碳復合材料樣品(質量為m)到500mL燒杯中，加入200mL去離子水，采用超聲波進行超聲10min；然后將超聲后的得到的懸濁液采用濾紙進行過濾后，再將濾液采用0.45μm微孔的砂芯漏斗進出抽濾得到澄清的濾液；

(2)游離鋰含量的測定

移取25mL步驟(1)獲得的濾液到100mL燒杯中，加入磁力攪拌子放到磁力攪拌器上；調節磁力轉子的轉速至100rpm～300rpm；以0.005moL/L鹽酸標準溶液驗收滴定至pH為8.4時，記錄消耗鹽酸標準溶液的體積V1；將滴定管調零后，繼續用0.005moL/L鹽酸標準溶液滴定至pH為4.5時，記錄消耗鹽酸標準溶液的體積V2；

(3)磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留游離鋰元素含量計算

磷酸鐵鋰/碳復合材料中殘留游離鋰元素的百分含量按照下列公式計算獲得：

Li₂CO₃(％)＝((0.005/1000×V1)×(200/25)×73.89)/m；

LiHCO₃(％)＝((0.005/1000×(V2—V1))×(200/25)×67.96)/m；

其中，

V1為以0.005moL/L鹽酸標準溶液驗收滴定至pH為8.4時，消耗鹽酸標準溶液的體積，單位ml；

V2為以0.005moL/L鹽酸標準溶液驗收滴定至pH為4.5時，消耗鹽酸標準溶液的體積，單位ml；

73.89為Li₂CO₃的分子量；

67.96為LiHCO₃的分子量；

m為待測磷酸鐵鋰/碳復合材料樣品的質量，單位g。

步驟(1)中所述的超聲波的參數條件為超聲波功率100W。

在步驟(2)中，移取25mL步驟(1)獲得的濾液前，作為優選的實施方式，先用步驟(1)獲得的濾液潤洗25mL移液管3次。

作為優選的實施方式，在步驟(2)中，所述pH采用精密pH計檢測。

本發明的步驟(2)中游離鋰含量的測定的滴定原理為：

Li₂CO₃+HCl＝LiCl+LiHCO₃(pH＝8.4)；

LiHCO₃+HCl＝LiCl+H₂CO₃ (pH＝4.5)。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：