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元素解碼 | 安捷倫ICP-OES助力駛?cè)搿扳c”電池元素檢測快車道
近年來，隨著國家碳中和目標(biāo)的設(shè)定和能源轉(zhuǎn)型需求的增加，新能源電池作為動力和儲能領(lǐng)域的作用越來越重要，常見的化學(xué)電池包括鉛酸電池、鋰電池、鈉電池和液流電池等。然而，由于鋰資源的稀缺和鋰電池生產(chǎn)成本的問題，鈉電池正逐漸成為研究的熱點。
鈉電池由于具有低成本、原材料豐富和更高的安全性等優(yōu)點，已經(jīng)成為儲能電池和低速電動車的優(yōu)選方案，目前，各大電池頭部企業(yè)也在積極發(fā)布鈉電池的量產(chǎn)計劃，2023 年也是鈉電池產(chǎn)業(yè)化元年。可以預(yù)見，隨著技術(shù)進步和市場需求的增長，鈉電池產(chǎn)業(yè)將很快迎來一波繁榮期。
ICP-OES 應(yīng)用特點介紹
鈉電池正極材料主含量元素分析，采用的安捷倫 5800 ICP-OES 具有以下特點：
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氣路采用連續(xù)可調(diào)質(zhì)量流量計
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光室溫度波動范圍為 ± 0.1 ℃
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儀器參數(shù)實時監(jiān)控面板，可以實時掌握霧化氣壓力，等離子氣排氣溫度和氬氣壓力波動，保證儀器具有良好的穩(wěn)定性
鈉電池正極材料主要分為三種技術(shù)路線，即層狀氧化物、普魯士藍類和聚陰離子正極材料。目前比較有代表性的正極材料為層狀氧化物，和三元正極材料類似，鈉電正極材料也需要測定主含量元素及摩爾比，主含量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，采用 ICP-OES 測定時，具有極大的挑戰(zhàn)，采用安捷倫 5800 ICP-OES 測定人工合成的模擬鈉電池正極材料消解液中的主含量元素時，分別將 Cu、Fe、Mn 和 Ni 元素的實測摩爾百分比減去 20%、20%、30% 和 30%，得到的 4 h 內(nèi) Cu、Fe、Mn 和 Ni 元素的摩爾百分比極差均小于 < 0.15%。測定結(jié)果波動極小，該方法具有出色的長期穩(wěn)定性。
4 h 穩(wěn)定性測試（無內(nèi)標(biāo)校正）中各目標(biāo)元素摩爾百分比的波動
本實驗進行了 5 天穩(wěn)定性測試，測定結(jié)果顯示，Cu、Fe、Mn 和 Ni 元素的摩爾百分比極差均小于 0.1%，表明該方法在多日測試中具有良好的穩(wěn)定性。
5 天穩(wěn)定性測試結(jié)果
結(jié)語
采用 ICP-OES 進行鈉電池主含量的準(zhǔn)確定量分析，搭配氣路高精度控制系統(tǒng)和穩(wěn)定的光室，確保儀器具有良好的穩(wěn)定性。這將有助于鋰電行業(yè)實現(xiàn)高效快速的元素檢測。