一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法，该方法以甘露醇掩蔽硼酸根，氯化钡掩蔽碳酸根的原理，采用了一种分步滴定方法，从而准确测定苛性锂和碳酸锂的含量，不仅充分考虑硼酸盐对碱含量检测的影响，而且适用于多种含弱酸根盐的体系，该方法简便易行，测试结果准确度高，适用于企业实际应用需求。

A method for determination of residual alkali content in boron containing three element cathode material

The invention discloses a method for detecting the residual alkali content of boron containing three yuan positive electrode. This method uses mannitol to masking boric acid roots and barium chloride masking carbonates, and uses a step titration method to accurately determine the content of caustic lithium and lithium carbonate, not only considering the effect of borate on the determination of alkali content fully. It is also suitable for various systems containing weak acid base salts. The method is simple and convenient, with high accuracy and is suitable for practical application of enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法
本专利技术涉及锂离子电池正极材料的检测
，具体为一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法。
技术介绍
三元正极材料（镍钴锰酸锂）具有成本较低，比容量较高，原料来源相对丰富等优势，目前是锂离子电池的重要正极材料。在实际生产过程中，配料时会稍提高锂的加入比例来弥补烧结过程中的锂损失，导致三元正极材料表面存在一定量的残余碱（主要为苛性锂和碳酸锂），对电极的加工性能、高温性能和安全性能有不良影响，残余碱含量已成为三元正极材料的重要指标之一。为了提高三元材料性能，通常包覆或掺杂时添加硼元素（氧化硼、硼酸），烧结成品中主要以硼酸锂mLi2O·nB2O3的形式存在。目前，三元正极材料残余碱含量的检测方法主要为酸碱滴定法，该方法首先将三元材料样品与水制备待测溶液，通过标准盐酸溶液进行中和滴定，在第一终点PH=8.2时，苛性锂全部被中和，碳酸锂仅被中和到LiHCO3，第二终点PH=4~5，碳酸氢锂被全部中和，从而分别计算出苛性锂和碳酸锂的含量。该方法未涉及硼酸盐对滴定结果的影响，导致残余碱含量的测定存在较大误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法,包括以下步骤：1）称量三元正极材料样品m，加去离子水搅拌，过滤后取全部滤液；2）将滤液分为两等份m1、m2，作为待测溶液，通过自动电位滴定仪进行酸碱滴定；3）待测溶液m1中加入过量甘露醇和氯化钡，用标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点pH约为8~9，记录盐酸消耗体积V1；4）待测溶液m2中加入过量甘露醇，用标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点pH约为8~9,记录盐酸消耗体积V2；5）使用公式（1）计算样品中LiOH的含量：公式（1）中，ω1为LiOH在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；V1为LiOH所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g；6）使用公式（2）计算样品中Li2CO3的含量：公式（2）中，ω2为Li2CO3在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；（V2-V1）为Li2CO3转变成LiHCO3所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g。优选的，所述步骤1）中，三元正极材料样品和去离子水的质量比为（5-30）：100。优选的，所述步骤1）中，所述搅拌为磁力搅拌，时间5-30min。优选的，所述步骤1）中，所述过滤为采用中性滤纸或微孔滤膜进行真空抽滤。优选的，所述步骤3）、步骤4）中，标准盐酸溶液的浓度为0.1mol/L。优选的，所述步骤3）、步骤4）中，甘露醇加入量0.2~1g，氯化钡加入量0.2~1g。优选的，所述步骤3）、步骤4）中，自动电位滴定仪第一突跃终点pH约为8-9。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的三元正极材料残余碱含量的检测方法，可获得苛性锂和碳酸锂的含量，掩蔽了材料中硼酸盐对检测结果的影响，为优化三元正极材料生成工艺提供数据支持。该测试方法操作简单，准确度高，满足企业的快速检测需求，便于实际生产中的监测。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：本专利技术提供如下技术方案：一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法，对111型含硼三元正极材料残余碱进行测定，包括以下步骤：1）称量三元正极材料样品10g，加200mL去离子水搅拌5min，采用中性滤纸进行真空抽滤后取全部滤液；2）将滤液分为两等份m1、m2，作为待测溶液，通过自动电位滴定仪进行酸碱滴定；3）待测溶液m1中加入0.2g甘露醇和0.2g氯化钡，用0.1mol/L标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点，记录盐酸消耗体积V1；4）待测溶液m2中加入0.2g甘露醇，用0.1mol/L标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点,记录盐酸消耗体积V2；5）使用公式（1）计算样品中LiOH的含量：公式（1）中，ω1为LiOH在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；V1为LiOH所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g；6）使用公式（2）计算样品中Li2CO3的含量：公式（2）中，ω2为Li2CO3在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；（V2-V1）为Li2CO3转变成LiHCO3所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g。通过公式（1）和公式（2）分别计算出LiOH含量为0.0378%，Li2CO3含量为0.0280%。实施例二：一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法，对622型含硼三元正极材料残余碱进行测定，包括以下步骤：1）称量三元正极材料样品10g，加200mL去离子水搅拌30min，采用微孔滤膜进行真空抽滤后取全部滤液；2）将滤液分为两等份m1、m2，作为待测溶液，通过自动电位滴定仪进行酸碱滴定；3）待测溶液m1中加入0.5g甘露醇和0.5g氯化钡，用0.1mol/L标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点，记录盐酸消耗体积V1；4）待测溶液m2中加入0.5g甘露醇，用0.1mol/L标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点,记录盐酸消耗体积V2；5）使用公式（1）计算样品中LiOH的含量：公式（1）中，ω1为LiOH在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；V1为LiOH所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g；6）使用公式（2）计算样品中Li2CO3的含量：公式（2）中，ω2为Li2CO3在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；（V2-V1）为Li2CO3转变成LiHCO3所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g。通过公式（1）和公式（2）分别计算出LiOH含量为0.1583%，Li2CO3含量为0.1895%。对比例1对比例采用传统酸碱滴定方法，对111型含硼三元正极材料的残余碱进行测定，操作步骤为：称取样品5.00g于250mL烧杯中，加入100mL去离子水，搅拌5min，抽滤取全部滤液，使用0.1mol/L的标准盐酸溶液在自动电位滴定仪上进行中和滴定，记录第一、第二突跃终点所消耗盐酸体积，从而分别计算出苛性锂和碳酸锂的含量。对比例2本对比例对622型含硼三元正极材料的残余碱进行测定，操作步骤为：称取样品5.00g于250mL烧杯中，加入100mL去离子水，搅拌30min，抽滤取全部滤液，使用0.1mol/L的标准盐酸溶液在自动电位滴定仪上进行中和滴定，记录第一、第二突跃终点所消耗盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法,其特征在于：包括以下步骤：1）称量三元正极材料样品m，加去离子水搅拌，过滤后取全部滤液；2）将滤液分为两等份m1、m2，作为待测溶液，通过自动电位滴定仪进行酸碱滴定；3）待测溶液m1中加入过量甘露醇和氯化钡，用标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点pH约为8~9，记录盐酸消耗体积V1；4）待测溶液m2中加入过量甘露醇，用标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点pH约为8~9,记录盐酸消耗体积V2；5）使用公式（1）计算样品中LiOH的含量：

【技术特征摘要】
1.一种含硼三元正极材料残余碱含量的检测方法,其特征在于：包括以下步骤：1）称量三元正极材料样品m，加去离子水搅拌，过滤后取全部滤液；2）将滤液分为两等份m1、m2，作为待测溶液，通过自动电位滴定仪进行酸碱滴定；3）待测溶液m1中加入过量甘露醇和氯化钡，用标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点pH约为8~9，记录盐酸消耗体积V1；4）待测溶液m2中加入过量甘露醇，用标准盐酸溶液滴定至第一突跃终点pH约为8~9,记录盐酸消耗体积V2；5）使用公式（1）计算样品中LiOH的含量：公式（1）中，ω1为LiOH在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；V1为LiOH所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m1为滤液1的质量，单位为g；m2为滤液2的质量，单位为g；6）使用公式（2）计算样品中Li2CO3的含量：公式（2）中，ω2为Li2CO3在样品中的含量；C为标准盐酸溶液的浓度，单位为mol/L；（V2-V1）为Li2CO3转变成LiHCO3所消耗盐酸的体积，单位为mL；m为样品质量，单位为g；m...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮亮，张新龙，赵云虎，于禧，秦锦，
申请(专利权)人：南通瑞翔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32