红外碳硫分析仪测定NixCoyMn1-x-y(OH)2中的硫酸根含量.pdf

第7卷第3期
材料研究与应用
Vo1,7,No,3
2013年9月
MATERIALS RESFARCTT AND APPTTCATTON
Sept 2013
文章编号:1673-9981(2013)03-0208-03
红外碳硫分析仪测定 Nico Mn1--,(OH)2
中的硫酸根含量
谢明宏,谭静进,陈彩娟,罗茜
广东邦普循环科技股份有限公司.广东佛山528211
摘要:介绍了采用红外碳硫分析仪测定锂离子电池正极材料NiCo,Mm--,(OH》中硫酸根含量的
方法,对电阻炉的炉温和保温时间对测定结果的影响进行了实验,并对红外碳硫仪测定结果的精密度进
了分析.结果表明,在550℃的电阻炉,保温30min的条件下对试样进行预处理,消除干扰测定结果
的OI片再用红外碳硫分析仪测定NiC:o, Mnl a w(OII)2中硫酸根的含量,測试结果的相对标准偏差
RSD≤1.186.本法与硫悛钡重量法的测试结果吻合
关键词:红外碳硫分析仪;NiCo,Mmn,(OH2;硫梭根
中图分类号:0657.33
文献标识码:A
Ni:Co,Mm-,(OH)是伴离子电池正极材料1实验部分
的主要成分,由于在生产过程中会用到硫酸盐,产
品中有可能会残留硫酸根等杂质,这些杂质会影响
仪器与试剂
锂离子电池的充放电循环次数,降低电池容量.因
瓷舟:住550℃的管式电阻炉中烘烧30min.陶
此,准确快速地测定Ni,Co,Mm--,(OH)中硫酸瓷坩埚:于1200℃的马弗炉中灼烧,冷却至温后,
根的含量,是判定产品质量的重要依据
置于干燥Ⅲ中备用.鹤粒助溶剂(湖北江帆硬质合金
硫酸根离了的常规测试方法有重量法和滴定法有限公司产,x(S)<0.000).纯铁助溶剂(本溪
等,这些方法操作緊杂、费时或需对样品进行复杂的钢铁(集团)有限责任公司产,no(S)0.000.标
化学处理.红外碳硫仪高频炉的加热温度可达1700准样品:铸造生铁(治金工业部钢铁研究总院产
℃,可使试样中的硫释放完全,检出限低,灵敏度高、YSBC110095,(S)=0.048%);锛铁(鞍山钢铁
测量范围大(x(S):0~0.50ん),而且操作快捷、简有限公司,YSBI3015-94,m(S)0.239%).上海锦
便”.但由于样品中存在OI1离子,若直接采用红屏仪器仪表有限公司生产的SSX2-8-16箱式电が
外碳硫仪进行测试会影响硫的测定结果.为消除(配控制台)功率8kW,工作温度1600℃.洛阻市
0I对测试结果的干扰,先将西格马仪器制造有限公司生产的SCM-T10/13管
NiCo,Mm.,(OH)置于管式电阻炉中加热生成式电阻炉,功率2kW,最高温度1300℃.四川科
NiCo,Mm--,O,再用红外碳硫仪测定仪器制造公司生产的CS878高频红外碳硫分析仪
Ni:Co,Mm,O中的硫含量,然后通过公式计算出1.2工作条件
NiC:o,Mm--,(O)中的硫酸根含量
高频加热功率2.5kW,c(O2)≥99.999%,氧
气流量3.01./min,分析时间35s
收稿日期:2013-05-04
作者简介:谢明ぶ(1986-),男,西桂林人,大专
第7卷第3期
谢明宏,等:红外慌硫分析仪测定 Ni, Co, Mnl--,(OII)中的硫酸根含量
09
0.20
1.3实验方法
称取5.000g试样,置于干燥的瓷舟中,将瓷舟
放人预热至550℃的管式电阻炉内保温30min,取31s
出瓷舟并放入干燥皿中冷却至室温,称量反应后试
样的质量,计算烧失率
份水职
碳硫仪开机、预热、检滿使仪器处于工作状态
烧失率
被冥如
口一硫酸根含最测定值
0.0
空白试验:称取0.30g纯铁和1.0g钨粒助浴
剂·置于预先处理过的陶瓷坩埚中,按仪器分析步
200300400500600700800
骤操作,測出空白值
电阻炉炉温/℃
校正实验:由于没有与试样类似的标准试样,因
此选择含硫量相近的铸造生铁(YSBC110095)和图1电阻炉炉温对烧失卒及硫酸根含里定值的影响
铸铁(YSB13015-94)进行校正,得出新的校正系数
Fig.1 The cffect of baking temperature on the burning loss
然斤再进行试样分析
rate and sulfate radical content value ' s determination
测定:称取0.300 Ni Co,Mn--O试样,置2.2保温时间对烧失率及测定结果的影响
于预先处理过的陶瓷坩埚中,加入0.30g纯铁和
分別称取5.000g试样置于干燥的瓷舟中,将瓷
1.00g钨粒助溶剂.按仪器分析步骤进行测定
舟放人预热至50℃的管式电阻灯炉中,保温5~15
1.4计算
in.按实验步骤操作,烧失率及硫酸根含量的测定值
由式(1)和式(2)计算出Ni:Co-Mm--,(OH)与保温时问的关系如?2所示.H图2可知,当保温
中硫酸根的质量分数m(S0i-)
时间超过25min后.烧失率和硫酸根含量的测定值
10(SO4
1w(烧失率)X
保持稳定,因此,选取30min作为保温时间较适宜
1(S)×2.959×100
e(烧失率)-"0n×100
19.5
式(1)和式(2)中,m一称取的
0.15
19.0
N:(Co,Mmu-ー,(OH)质量,g;mー经管式电阻炉
反应后产生的NiCo,Mm?,0的质量?g;e(S)
18.5
红外饯硫仪测定的Ni,Co,Mm,O中硫的质量分
烧失率
数;2.9959换算因数
18.0
口一硫酸根含量测定值
0.05
2结果与讨论
51015202530354045
保温时间/min
2.1电阻炉炉温对烧失率及測定结果的影响
图2反应时间对烧失率及硫酸根含量测定结果的影响
分刿称取5.00g试样置于十燥的瓷舟中,将瓷Fg2 I'he effect of the reaction time on the burning loss rate
舟放入预热至200℃的管式电阻炉中并以50℃/30
and determination result
min的升温速率升温至750℃.反完成后取出瓷舟
冷却至室温按试验步操作,电阻炉炉温对烧失率2.3样品分析结果与误差统计
及测定结果的影响如图1所示.由图1可知,当炉温
取3份湖南邦普循环科技有限公司生产的
为450~-650℃时,烧失率保持稳定,表明此时样品中Ni, Co, Mni,(OH》产品,分别记为试样1~3
的氧化物已完全反应生成氧化物,华株续升高炉温?号.在每组试样中再分別称取8份5.00g试样置于
会出现脱氧现象,烧失率又略有增高;当炉温较低时,干燥的瓷舟中,将瓷舟放入预热至550℃で的管式电
受OH离了子的干扰,硫酸根的测定结果偏低,而当炉阻炉中,保温30min,取出冷却至室温,按试验步骤
温过高时硫酸根会分解成三氧化硫或二氧化疏,也会操作,测定每个试样的硫酸根含量.结果列于表1
使测定结粜偏低?由图1可知,最佳炉温为500~600