一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，包括：(1)将磷酸铁锂样品和水混合，再经离心和抽滤获得滤液；(2)采用电位滴定仪，在动态电位突跃模式下对滤液进行滴定，记录电位突跃终点对应的滴定溶液消耗量；(3)根据滴定溶液消耗量计算滤液中锂元素的质量或摩尔量，再根据滤液中磷酸铁锂的质量或摩尔量，计算出磷酸铁锂样品中游离锂元素的质量或摩尔量含量。本发明专利技术操作简便快捷，可准确测定磷酸铁锂正极材料中所有游离锂含量，且检测结果的一致性更优。果的一致性更优。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法


[0001]本专利技术关于锂电池材料中微量杂质锂测定
，尤其是一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂是一种锂离子电池正极材料，磷酸铁锂通常的合成方法是以锂盐、磷酸盐、铁盐为原料，按化学计量比充分混合后，经过高温焙烧，研磨粉碎制成。而合成磷酸铁锂的锂盐在高温焙烧的情况下会有少量的挥发，造成各元素化学比例失衡，故一般加入过量的锂盐参与高温反应，多余的锂盐将成为游离锂。在合成过程中，过量的锂盐在高温下反应生成LiO2，在冷却阶段，LiO2与空气中的CO2、H2O反应，形成以LiOH和Li2CO3为主的物质，即为游离锂的主要来源，而在实际情况下，游离锂的形态可能更加复杂。
[0003]正极材料表面的游离锂会给锂离子电池带来很多负面影响：在匀浆阶段容易形成果冻状浆料，锂离子电池的电化学性能及安全性也不理想等，故而在实际生产中需要准确测定正极材料中游离锂的含量，可以预判正极材料的性能。
[0004]在一篇申请号为CN201710046435.3的专利中，公开了锂离子电池正极材料钴酸锂中微量可溶性杂质含量的测定方法，包括步骤：步骤S01：将钴酸锂样品与蒸馏水进行溶解、过滤处理；步骤S02：采用自动电位滴定仪对步骤S01获得的滤液进行酸碱滴定，记录滴定剂的用量及电极电位变化值；步骤S03：根据电极电位变化值的两次突跃点所分别对应的滴定剂消耗量V1、V2，计算LiOH和Li2CO3在钴酸锂中的质量百分含量。该方法只能测定LiOH和Li2CO3的含量，而实际情况下，游离锂的形态更复杂，不仅仅只有LiOH和Li2CO3，而现有的测定方法均只检测这两种杂质含量，缺乏对所有游离锂含量的准确测定。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，该方法可对磷酸铁锂正极材料中所有游离锂含量进行准确测定。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]本专利技术提供的一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，包括：
[0008](1)将质量m的磷酸铁锂样品和水混合，再经离心和抽滤获得滤液；
[0009](2)从步骤(1)所获得滤液中移取滤液，采用电位滴定仪，在动态电位突跃模式下对移取的滤液进行滴定，记录电位突跃终点对应的滴定溶液消耗量V3；
[0010](3)根据滴定溶液消耗量计算滤液中锂元素的质量，再根据滤液中磷酸铁锂的质量，计算磷酸铁锂样品中游离锂元素的质量含量ω
Li
：
[0011][0012]式中，V3表示滴定溶液消耗量，单位：ml；c表示滴定溶液的摩尔浓度，单位：mol/L；
M
Li
表示元素锂的分子量；m表示磷酸铁锂样品的质量，单位：g；表示步骤(2)所移取滤液和步骤(1)所获得滤液的体积比。
[0013]在一些具体实施方式中，步骤(1)中水选择去离子水、蒸馏水、纯水或超纯水。
[0014]在一些具体实施方式中，步骤(1)中磷酸铁锂样品取20g～40g，且水取100ml～200ml。
[0015]在一些具体实施方式中，步骤(1)中利用磁力搅拌设备将磷酸铁锂样品和水混合，磁力搅拌设备的转速设为400rpm～600rpm，磁力搅拌时间设为20min～40min。
[0016]在一些具体实施方式中，步骤(1)中采用离心机进行离心，离心机转速设为8000rpm～10000rpm，离心时间设为2min～5min。
[0017]在一些具体实施方式中，步骤(1)中采用水系滤膜进行抽滤。
[0018]在一些具体实施方式中，步骤(2)中滴定溶液选择标准盐酸溶液。
[0019]在一些具体实施方式中，步骤(2)所移取滤液和步骤(1)所获得滤液的体积比为2～6，优选4～6。
[0020]本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：
[0021]1、可准确测定磷酸铁锂正极材料中所有游离锂含量，且检测结果的一致性更优。
[0022]2、操作简便快捷，精准性高，已在小范围广泛应用。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术提供的一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，该检测方法的具体步骤如下：
[0025](1)将磷酸铁锂样品和水混合，再经离心和抽滤获得滤液。
[0026]本步骤的一种具体实施方式为：
[0027]将磷酸铁锂样品和水混合，之后进行磁力搅拌，磁力搅拌设备的转速可设为400rpm～600rpm，磁力搅拌时间可设为20min～40min。对悬浊液进行离心和抽滤得到滤液，具体的，先采用离心机以8000rpm～10000rpm的转速对悬浊液离心2min～5min，再采用水系滤膜进行抽滤，得到澄清滤液。
[0028]本步骤中磷酸铁锂样品质量记为m，m通常取20g～40g，水的体积记为V1，V1通常取100ml～200ml，水可选择去离子水、蒸馏水、纯水或超纯水，优选超纯水。
[0029](2)采用电位滴定仪，在动态电位突跃模式下对滤液进行滴定，记录电位突跃终点对应的滴定溶液消耗量。本步骤中，会在4.0≤pH≤5.0时出现电位突跃终点。
[0030]本步骤的一种具体实施方式为：从步骤(1)所获得滤液中移取体积为V2的滤液，对移取出的滤液进行滴定，其中，V1/V2为2～6，优选4～6，即所移取滤液和步骤(1)所获得滤液的体积比为2～6，优选为4～6；滴定溶液选择标准盐酸溶液。
[0031](3)根据滴定溶液消耗量计算滤液中锂元素的质量或摩尔量，再根据滤液中磷酸铁锂的质量或摩尔量，计算出磷酸铁锂样品中游离锂元素的质量或摩尔量含量。
[0032]本具体实施方式中采用下式(1)来计算锂元素含量ω
Li
：
[0033][0034]式(1)中，V3表示滴定溶液消耗量，单位：ml；c表示滴定溶液的摩尔浓度，单位：mol/L；V3×
c则表示滴定溶液消耗的摩尔量；M
Li
表示元素锂的分子量，其值取6.941；m表示步骤(1)所取磷酸铁锂样品的质量，单位：g；表示步骤(2)所移取滤液和步骤(1)所获得滤液的体积比，本具体实施方式中令V1表示步骤(1)所加超纯水的体积，单位：ml；V2表示步骤(2)所移取滤液的体积，单位：ml。
[0035]下面将提供若干实施例，来进一步说明本专利技术技术方案及其技术效果。
[0036]实施例1
[0037]本实施例的具体步骤如下：
[0038](1)称取20g、25g、30g、35g、40g磷酸铁锂样品，分别置于5个250ml烧杯内，各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，其特征在于，包括：(1)将质量m的磷酸铁锂样品和水混合，再经离心和抽滤获得滤液；(2)从步骤(1)所获得滤液中移取滤液，采用电位滴定仪，在动态电位突跃模式下对移取的滤液进行滴定，记录电位突跃终点对应的滴定溶液消耗量V3；(3)根据滴定溶液消耗量计算滤液中锂元素的质量，再根据滤液中磷酸铁锂的质量，计算磷酸铁锂样品中游离锂元素的质量含量ω
Li
：式中，V3表示滴定溶液消耗量，单位：ml；c表示滴定溶液的摩尔浓度，单位：mol/L；M
Li
表示元素锂的分子量；m表示磷酸铁锂样品的质量，单位：g；表示步骤(2)所移取滤液和步骤(1)所获得滤液的体积比。2.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，其特征在于：步骤(1)中水选择去离子水、蒸馏水、纯水或超纯水。3.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂正极材料中游离锂的检测方法，其特征在于：步骤(1)中磷酸铁锂样品取20g～40g，且水取100ml...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐彤，包滨宇，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：