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助”鋰”前行丨固態(tài)電解質(zhì)元素分析之旅
近年來，新能源汽車和儲(chǔ)能行業(yè)蓬勃發(fā)展，綠色風(fēng)潮席卷全球。在這場能源革命中，電池技術(shù)無疑成為一大全新關(guān)注焦點(diǎn)。其中，固態(tài)電池更是因其使用不易燃的固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解液，大幅提高了電池的安全性和能量密度，逐漸成為研究和產(chǎn)業(yè)化的重要方向。
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固態(tài)電解質(zhì)可分為無機(jī)、聚合物和復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。其主量元素與摻雜元素的配比對(duì)鋰離子的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性有重要影響，而雜質(zhì)元素可能影響電池的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。因此，準(zhǔn)確測量固態(tài)電解質(zhì)中的主量元素、摻雜元素和雜質(zhì)元素，成為固態(tài)電池研發(fā)和生產(chǎn)中質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(diǎn)。
Agilent 5800 ICP-OES 具備優(yōu)異的靈敏度和穩(wěn)定性，本文介紹了利用其采用微波消解法（加入適量王水及氫氟酸完全消解樣品）、惰性進(jìn)樣系統(tǒng)，測定固態(tài)電解質(zhì)磷酸鈦鋁鋰 （LATP）中主量元素和雜質(zhì)元素的相關(guān)方案。
四種主量元素鋰、鋁、磷、鈦的測試
使用同一固態(tài)電解質(zhì)LATP待測樣品，每隔 10 分鐘測試一次，連續(xù)測試 4h 小時(shí)（共 24 次）。如圖 1 所示，4 種主量元素連續(xù) 4 小時(shí)穩(wěn)定性測試結(jié)果 RSD 均 ≤0.75%，穩(wěn)定性優(yōu)異。
表 1 固態(tài)電解質(zhì) LATP 樣品中主量元素測試結(jié)果
圖 1 LATP 固態(tài)電解質(zhì)四種主量元素 4 小時(shí)穩(wěn)定性測試
16 種雜質(zhì)元素同時(shí)快速測定
固態(tài)電解質(zhì) LATP 消解定容后直接測試雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素結(jié)果和加標(biāo)回收率結(jié)果如表 2 所示。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，16 種雜質(zhì)元素加標(biāo)回收率均處于 90% ~ 110% 之間，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
表 2 固態(tài)電解質(zhì) LATP 樣品中 16 種雜質(zhì)元素測試結(jié)果
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