Determination of Elements in Ternary Material Nickel-Cobalt-Manganese Hydride

Význam tématu

Rychlá a přesná analýza prvků v ternárních kovech LiNiCoMn je klíčová pro optimalizaci katodových materiálů v lithium-iontových bateriích, zejména pro nová elektrická vozidla. Monitoring stopových i hlavních prvků zajišťuje kvalitu, bezpečnost a výkon baterií.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit metodiku ICP-OES s vertikálním plazmatem pro současné stanovení 25 stopových prvků a čtyř hlavních prvků (Ni, Co, Mn, Li) v materiálu LiNiCoMnO₂. Metoda byla porovnána s tradičními technikami FAAS a chemickou titrací.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky LiNiCoMnO₂ byly rozpuštěny v aqua regia při 120 °C a ředěny do dvou roztoků: první pro stopové prvky (standardní přídavky) a druhý pro hlavní prvky (externí kalibrace).

• Agilent 5110 VDV ICP-OES s vertikální lampou
• SeaSpray skleněný nebulizér
• Dvojitá cyklonická komora a 1,8 mm ID tryska

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla korelačních koeficientů > 0,9995 pro všechny prvky. Meze detekce se pohybovaly mezi 0,015 a 1,345 mg/kg pro stopové prvky a 0,143–1,161 mg/kg pro hlavní prvky. Recovery testy prokázaly návratnost 92–110 % (kromě mírně nižší přesnosti u As). Dlouhodobá stabilita (RSD) byla < 3,5 % pro stopové a < 1 % pro hlavní prvky.

Přínosy a praktické využití metody

Nová metoda nabízí:

• Rozšířený dynamický rozsah bez nutnosti opakovaných ředění
• Současné stanovení stopových i hlavních prvků
• Zrychlení analýzy a snížení nákladů na kontrolu kvality katodových materiálů

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze dále rozšířit o plnou automatizaci přípravy vzorků, aplikovat na jiné typy bateriových materiálů a integrovat s dalšími analytickými technikami pro komplexní charakterizaci pokročilých elektrochemických systémů.

Závěr

Agilent 5110 VDV ICP-OES prokázal vynikající výkon při analýze LiNiCoMnO₂, umožnil spolehlivé stanovení stopových a hlavních prvků v jednom běhu a zlepšil efektivitu kontroly kvality katodových materiálů pro lithium-iontové baterie.

Reference

YS/T 798-2012 Ternární materiál nikl-kobalt-mangan oxid.