[發(fā)明專利]一種溶液中殘堿含量的測定方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010150211.9
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN111289686A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚思源;韓永前;白歐
• 申請（專利權(quán)）人: 鳳陽泰和九思科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N31/16
• 分類號(hào): G01N31/16;G01N1/28
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;祝倩

本發(fā)明公開了一種溶液中殘堿含量的測定方法及其應(yīng)用。所述方法包括配制混合指示劑溶液；利用鹽酸溶液滴定樣品溶液；計(jì)算樣品溶液中的殘堿含量等步驟。本發(fā)明所提供的方法相較于傳統(tǒng)的酚酞?甲基橙方法操作更加簡便，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溶液中殘堿含量的測定方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池憑借它出色的能量密度，優(yōu)秀的循環(huán)效率，倍率充放電效率，成為當(dāng)前時(shí)代二次電池的新寵。最初既被廣泛用于3C平臺(tái)，隨著技術(shù)的成熟以及成本的下降，它優(yōu)秀的輸出功率使電動(dòng)汽車的普及成為可能，也同樣鋪開了清潔能源的道路，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保意義。在鋰電池電極材料(如NCM三元正極材料、鈦酸鋰正負(fù)極材料、錳酸鋰正極材料)的生產(chǎn)中，由于其配料和工藝的原因，最終產(chǎn)品中都會(huì)含有碳酸鋰或氫氧化鋰的雜相。行業(yè)內(nèi)將雜相碳酸鹽和氫氧化物統(tǒng)稱為殘堿。

殘堿不同于其他對材料性能無影響的雜質(zhì)，而是一種影響電極材料產(chǎn)品多種物化性能的有害雜質(zhì)。過高的殘堿量會(huì)影響到電極材料粉體的加工性能，例如，勻漿困難，涂布不均勻，涂片后掉粉等。同時(shí)也會(huì)影響其電性能，產(chǎn)生鋰離子缺陷，降低電子傳輸效率，使電池的內(nèi)阻增大。更值得關(guān)注的是，殘堿量高低直接影響了產(chǎn)品的安全性能，殘留的碳酸鹽雜質(zhì)會(huì)在電池的高壓下分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致電池脹氣，從而破壞電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，使電池短路、保護(hù)電路失效，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)等危害。

一般采用經(jīng)典的雙指示劑法測試溶液中的碳酸根與碳酸氫根的含量，見GB/T11064-2013《碳酸鋰、單水氫氧化鋰、氯化鋰化學(xué)分析方法》中第12部分碳酸根含量的測定方法。經(jīng)典方案中，使用酚酞指示酸式滴定的碳酸根完全轉(zhuǎn)化為碳酸氫根的反應(yīng)終點(diǎn)(pH＝8.2)，使用甲基橙指示酸式滴定中碳酸氫根轉(zhuǎn)化為碳酸分子的反應(yīng)終點(diǎn)(pH＝4.2)。酚酞用于酸式滴定，指示結(jié)果不準(zhǔn)確，且甲基橙的變色范圍不明顯，更由于待測樣品含有緩沖成分，則其實(shí)際誤差更大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種溶液中殘堿含量的測定方法，所述方法包括以下步驟：

(1)配制混合指示劑溶液：分別配制一定體積的1g/L的甲基橙溶液、1g/L的甲酚紅溶液、2g/L的亞甲基藍(lán)溶液；將一定體積比的甲基橙溶液、甲酚紅溶液、亞甲基藍(lán)溶液混合得到混合指示劑；

(2)利用鹽酸溶液滴定樣品溶液：向盛有樣品溶液液的錐形瓶中加入一定體積的上述混合指示劑，溶液變?yōu)榘胪该鞯淖虾谏瑢⑵渲糜阼F架臺(tái)上使用酸式滴定管進(jìn)行滴定，邊滴邊震蕩，以每滴酸液完全顯色為宜，直至溶液經(jīng)滴定震蕩后變?yōu)椴菥G色，此時(shí)記錄下消耗鹽酸的體積V1；

調(diào)零酸式滴定管；

繼續(xù)緩慢滴定至樣品溶液由草綠色變?yōu)槌壬涗洿藭r(shí)消耗的鹽酸的體積，記為V2；

(3)計(jì)算樣品溶液中的殘堿含量：

樣品溶液中氫氧根質(zhì)量分A₁＝17.01c(V1-V2)/m×1000，ppm

樣品溶液中碳酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)A₂＝60.02cV2/m×1000，ppm

樣品溶液中總殘堿量A₀＝A₁+A₂，ppm

其中，c為配制好的鹽酸的摩爾濃度，mol/L；m為稱取的樣品質(zhì)量，g。

進(jìn)一步地，甲基橙溶液配制方法如下：取100mg甲基橙固體溶解于100mL水中，使用恒溫磁力攪拌器加熱攪拌10min至完全溶解，盛入100mL試劑瓶中備用。