一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法技术

本发明专利技术提供一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，单独测试镍钴锰每一个元素，Ni的测定，在含有酒石酸的氨性介质中，以丁二酮肟为沉淀剂，与金属镍离子形成螯合物，形成两个五原子环；Co的测定，所选用的沉淀剂为1‑亚硝基‑2‑萘酚，在HAc介质中，1‑亚硝基‑2‑萘酚与金属钴离子形成具有配位键的螯合物；Mn的测定，磷酸为溶解剂和络合剂，在浓的热磷酸介质中，在硝酸铵或高氯酸将锰（II）氧化到锰（III）的络合物，以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，亚铁标准溶液滴定锰（III）；优点为：提高三元素测量准确度和精密度；操作过程方便快捷，颜色变化明显，操作性强，数据处理简单；使用的化学药品均为环保安全的试剂。

A chemical detection method for three elements of nickel cobalt manganese three element material

The present invention provides a method for detecting three chemical elements nickel cobalt manganese material three yuan, a separate test nickel cobalt manganese each element, Ni determination of tartaric acid in the presence of ammonia medium, two with butyl ketone oxime as precipitant to form chelate with metal nickel ion, forming two Wuyuan sub ring; Determination of Co, precipitating agent for the selected 1 nitroso 2 naphthol, in HAc medium, 1 2 nitroso naphthol with cobalt metal ion to form chelate complexes with coordination bonds; Determination of Mn, phosphate dissolving agent and complexing agent, in hot concentrated in phosphoric acid medium and in ammonium nitrate or perchlorate manganese (II) oxide to manganese (III) complexes with phenyl anthranilic acid as indicator, ferrous titration of manganese (III); the advantages of three elements: to improve the measurement accuracy and precision; the operation process is convenient and quick, Yan The color change is obvious, the operation is strong, the data processing is simple; the chemicals used are environmentally friendly and safe reagents.

【技术实现步骤摘要】
一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法
本专利技术涉及多元素含量测定
，尤其是涉及一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法。
技术介绍
自20世纪90年代初，锂离子电池实现商品化应用以来，它在便携式电子设备如移动电话、笔记本电脑、数码相机等中获得了广泛的应用，而且有望在电动汽车、混合动力汽车、军事和航天等领域获得进一步的应用，是目前最为先进的一种绿色二次电池。三元系（Li（Ni,Co,Mn）O2）材料具有比钴酸锂更高的可逆比容量，可以更好的满足电子产品日益小型化和多功能化的要求。目前该材料的电化学性能如可逆比容量、循环性能、倍率特性、耐过充性能、结构稳定性和热稳定性等在国内外得到广泛的认可。目前国内有不少公司生产三元材料，但对于主含量钴、镍、锰的检测主要用ICP法。ICP法测定准确度及精密度较差，容易带来较大误差。专利CN201410530716中EDTA滴定的方法颜色变化不明显，操作不方便。目前也有文献报道采用EDTA滴定法测量单一钴或镍的方法，对于含锰的检测也有文献报道通过沉淀锰分别检测镍锰的检测方法，用NaCN等试剂对镍封闭，但是NaCN有毒有害，也有文献采用过硫酸铵、三乙醇胺、盐酸羟胺等众多试剂，操作繁琐，成本高。尤其是NaCN毒性极强，属于剧毒化学品，考虑到安全因素，目前很少使用。另外，用EDTA测锰时，由于Mn2+在碱性介质中，容易在空气中被氧化造成EDTA无法配位络合，导致结果偏低，而且在沉锰过程中会吸附大量的钴导致检测误差，由于这些干扰导致准确度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法。本专利技术新的技术方案是：一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，其包括下列步骤：（a）取镍钴锰三元材料样品，配制成定容的样品溶液，从样品溶液中取试样一，在含有酒石酸的氨性介质中，以丁二酮肟为沉淀剂，与金属镍离子形成螯合物，形成两个五原子环，其反应方程式如下：Ni2++2NH3·H2O→Ni(OH)2+2NH4+；（b）再从样品溶液中取试样二，选用沉淀剂1-亚硝基-2-萘酚，在HAc介质中，1-亚硝基-2-萘酚与金属钴离子形成具有配位键的螯合物。其反应方程式如下：；（c）再从样品溶液中取试样三，磷酸为溶解剂和络合剂，在浓的热磷酸介质中，在硝酸铵或高氯酸将锰（II）氧化到锰（III）的络合物，以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，亚铁标准溶液滴定锰（III）。其反应式如下：2Mn2++NO3-+4PO43-+2H+→2[Mn(PO4)2]3-+NO2-+H2ONO2-+NH4+→N2+2H2OFe2++[Mn(PO4)2]3-→Fe3++[Mn(PO4)2]4-。所述的步骤（a）中，试样一在氯化氨与氨的碱性介质中，使镍与氨形成镍氨络合物，加入10%酒石酸屏蔽剂，在水浴锅中边搅拌边滴加40-70ml的1%丁二酮肟酒精溶液，生成红色的沉淀物，静置，用已恒重的4号砂芯漏斗（m1）过滤，洗涤沉淀，放入鼓风干燥箱中干燥到恒重，称取沉淀和砂芯漏斗，记录二者的质量m2。所述的步骤（b）中，试样二在醋酸的介质中，加热至沸腾，然后边搅拌边滴加60-100ml的1%1-亚硝基-2-萘酚酒精溶液，生成红色沉淀，静置陈华，用已恒重的砂芯漏斗（m3）过滤，洗涤沉淀，放入鼓风干燥箱中干燥到恒重，称取沉淀和砂芯漏斗，记录二者的质量m4。所述的步骤（c）中，试样三中加入浓硫酸和浓磷酸，于电炉上加热，稍微冒白气时加入硝酸，加热至液面平静无回流水且微冒白烟时，取下迅速加入硝酸铵，摇动锥形瓶，使黄烟散尽，冷却加入纯水，等白烟散尽后滴定；用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点，记录滴定的硫酸盐铁铵体积V1。根据m1，m2，m3，m4，V1以及硫酸亚铁铵的浓度、样品质量计算得出镍钴锰酸锂中镍、钴、锰的含量，计算步骤如下：WNi（%）=（（m2-m1）×N×58.69×100）/（m样品×288.922×n1）WCo（%）=（（m4-m3）×N×58.933×100）/（m样品×611.436×n2）WMn（%）=（V1×CFe×54.94×100×N）/（m样品×n3×1000）式中：WNi（%）、WCo（%）、WMn（%）分别表示镍、钴、锰的质量百分比；m样品表示钴锰酸锂样品的质量，单位为g；N表示定容的样品溶液体积，单位为ml；n1表示试样一的取样体积，单位为ml；n2表示试样二的取样体积，单位为ml；n3表示试样三的取样体积，单位为ml；CFe表示硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，单位为mol/L。所述的洗涤沉淀分别用稀氨水和纯水洗涤沉淀。所述的洗涤沉淀分别用热水、稀醋酸和纯水洗涤沉淀。所述的滴定过程中，溶液由紫色变为浅红色时加入两滴二苯胺磺酸钠指示剂，继续滴定到溶液紫红色消失为终点。所述的样品一、样品二、样品三取样体积为定容样品体积的1/10或1/20，在每个样品溶液中重复取样5次以上，进行5次以上的三元素测定过程，再取平均值，得到镍钴锰三元素的含量均值，作为实测的镍钴锰三元素的含量。所述的镍钴锰三元材料为镍钴锰锂锂离子电池的正极材料。本专利技术的有益效果是：单独测试镍钴锰每一个元素，各自之间不会影响，提高三元素测量准确度和精密度。而且整个操作过程方便快捷，不需要任何昂贵设备仪器，反应过程中颜色变化明显，操作性强，数据处理简单。过程中所使用的化学药品均为环保安全的试剂。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，单独测试镍钴锰每一个元素，具体包括下列步骤：（1）准确称取镍钴锰酸锂样品m样品g，用王水溶解，配置成定容的样品溶液Nml；（2）从定容的样品溶液中取n1ml试样一放入250ml的烧杯中，加入0.5-3g的氯化铵，加少量的纯水清洗杯壁，然后加入10-35ml的浓氨水，摇匀，静置2min；把烧杯置于70-80℃的水浴锅，加入10ml的10%的酒石酸屏蔽剂，然后边搅拌边滴加40-70ml的1%的丁二酮肟酒精溶液，恒温搅拌20min后拿出静置1h；（3）把烧杯中的溶液用已经干燥恒重（m1）的4号砂芯漏斗过滤，分别用稀氨水和纯水清洗烧杯和沉淀4次，然后在120℃的干燥箱干燥到恒重（m2）；（4）从定容的样品溶液中取n2ml的试样二放入250ml的烧杯中，加入7-13ml的醋酸溶液，加热至沸腾，然后边搅拌边滴加60-100ml的1%1-亚硝基-2-萘酚酒精溶液，静置陈化2h；（5）把烧杯中的溶液用已经干燥恒重（m3）的4号砂芯漏斗过滤，分别用热水、5%的醋酸、纯水洗涤烧杯和沉淀物3次，120℃干燥箱干燥到恒重（m4）；（6）从定容的样品溶液中取n3ml的试样三放入250ml的锥形瓶中，加入5-10ml浓硫酸，15-20ml磷酸，于电炉上加热，稍微冒白气时加入4-6ml硝酸，加热至液面平静无回流水且微冒白烟时，取下迅速加入1-4g硝酸铵，摇动锥形瓶，使黄烟散尽，冷却至60℃时加入50ml水，等白烟散尽后滴定；（7）用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由紫色变为浅红色时加入两滴二苯胺磺酸钠指示剂，继续滴定到溶液紫红色消失为终点，记录滴定的硫酸盐铁铵体积V1，计算锰含量；在步骤（1）中，准确称取镍钴锰酸锂样品，优选用精确到0.0001g的分析天平进行称量。称取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，其特征在于：其包括下列步骤：（a）取镍钴锰三元材料样品，配制成定容的样品溶液，从样品溶液中取试样一，在含有酒石酸的氨性介质中，以丁二酮肟为沉淀剂，与金属镍离子形成螯合物，形成两个五原子环，其反应方程式如下：Ni

【技术特征摘要】
1.一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，其特征在于：其包括下列步骤：（a）取镍钴锰三元材料样品，配制成定容的样品溶液，从样品溶液中取试样一，在含有酒石酸的氨性介质中，以丁二酮肟为沉淀剂，与金属镍离子形成螯合物，形成两个五原子环，其反应方程式如下：Ni2++2NH3·H2O→Ni(OH)2+2NH4+；（b）再从样品溶液中取试样二，选用沉淀剂1-亚硝基-2-萘酚，在HAc介质中，1-亚硝基-2-萘酚与金属钴离子形成具有配位键的螯合物。其反应方程式如下：；（c）再从样品溶液中取试样三，磷酸为溶解剂和络合剂，在浓的热磷酸介质中，在硝酸铵或高氯酸将锰（II）氧化到锰（III）的络合物，以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，亚铁标准溶液滴定锰（III）。其反应式如下：2Mn2++NO3-+4PO43-+2H+→2[Mn(PO4)2]3-+NO2-+H2ONO2-+NH4+→N2+2H2OFe2++[Mn(PO4)2]3-→Fe3++[Mn(PO4)2]4-。2.根据权利要求1所述的一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，其特征在于：所述的步骤（a）中，试样一在氯化氨与氨的碱性介质中，使镍与氨形成镍氨络合物，加入10%酒石酸屏蔽剂，在水浴锅中边搅拌边滴加40-70ml的1%丁二酮肟酒精溶液，生成红色的沉淀物，静置，用已恒重的4号砂芯漏斗（m1）过滤，洗涤沉淀，放入鼓风干燥箱中干燥到恒重，称取沉淀和砂芯漏斗，记录二者的质量m2。3.根据权利要求1所述的一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，其特征在于：所述的步骤（b）中，试样二在醋酸的介质中，加热至沸腾，然后边搅拌边滴加60-100ml的1%1-亚硝基-2-萘酚酒精溶液，生成红色沉淀，静置陈华，用已恒重的砂芯漏斗（m3）过滤，洗涤沉淀，放入鼓风干燥箱中干燥到恒重，称取沉淀和砂芯漏斗，记录二者的质量m4。4.根据权利要求1所述的一种镍钴锰三元材料的三元素的化学检测方法，其特征在于：所述的步骤（c）中，试样三中加入浓硫酸和浓磷酸，于电炉上加热，稍微冒白气时加入硝酸，加热至液面平静无回流水且微冒白烟时，取下迅...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乾，孙乙舒，吕新坡，杨超，
申请(专利权)人：山东高佳新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37