Determination of 14 Impurity Elements in Lithium Carbonate Using ICP-OES

Aplikace | 2020 | Agilent TechnologiesInstrumentace
ICP-OES
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Agilent Technologies

Determinace 14 prvkových nečistot v uhličitanu lithném pomocí ICP-OES


Význam tématu


Lithium-iontové baterie jsou klíčovou součástí moderních úložišť energie a nečistoty v surovinách přímo ovlivňují jejich výkon, životnost a cenu.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout rychlou, přesnou a komplexní metodu pro kvantifikaci 14 prvků v battery-grade Li2CO3 na bázi ICP-OES se standard addition, zahrnující i měření křemíku v jediné analýze.

Použitá metodika a instrumentace


  • Příprava vzorku: rozpuštění 0,3 g Li2CO3 v koncentrované HNO3, ohřev 120 °C, doplnění na 30 mL ultrapurovou vodou.
  • Kalibrace: metoda standard addition s koncentracemi 0,005–0,1 mg/L; separátní křivky pro S a Si.
  • Přístrojové vybavení:
    • ICP-OES Agilent 5110 VDV s 27 MHz SSRF generátorem a vertikální plazmou
    • SeaSpray koncentrační nebulizér, double-pass cyklonová komora, VDV hořák s 1,8 mm injektorem
    • VistaChip III CCD detektor
  • Automatická korekce pozadí pomocí Fitted Background Correction (FBC).

Hlavní výsledky a diskuse


  • Metodické detekční limity (MDL) pod 1,0 μg/L pro všechny prvky (rozmezí 0,03–8,2 μg/L).
  • Kalibrační křivky vykazují linearitu s koeficientem R > 0,9995.
  • Přesnost: spike recoveries 95–102 % při 50 μg/L.
  • Dlouhodobá stabilita: RSD < 2 % po 2,5 h kontinuálního měření.
  • Analýza trvá 60 s, což snižuje spotřebu argonu a provozní náklady.

Přínosy a praktické využití metody


  • Komplexní stanovení všech cílových prvků v jediné analýze zvyšuje efektivitu rutinní kontroly kvality.
  • Vysoká přesnost a stabilita umožňují spolehlivou detekci stopových nečistot.
  • Úspora času a nižší provozní náklady díky rychlejší analýze a snížené spotřebě argonu.
  • Eliminace potřeby separátní UV-Vis analýzy pro měření křemíku.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace online procesních analýz pro nepřetržitou QC v průmyslové výrobě baterií.
  • Rozšíření metody na další bateriové materiály a typy vzorků.
  • Automatizace vzorkování a robotizace pro zvýšení propustnosti laboratoří.
  • Použití pokročilých spektrálních dekonvolučních algoritmů ke zlepšení detekčních limitů a potlačení rušení.

Závěr


ICP-OES s vertikálním duálním pohledem a kalibrací metodou standard addition poskytuje rychlé, přesné a robustní stanovení 14 stopových prvků v uhličitanu lithném. Vysoká linearita, nízké MDL, vynikající opakovatelnost a jednoduchá příprava vzorků předurčují tuto metodu pro rutinní kontrolu kvality surovin pro Li-ion baterie.

Reference


  1. Determination of Elemental Impurities in Graphite-based Anodes using the Agilent 5110 ICP-OES, Agilent publication 5991-9508EN
  2. Determination of Elements in Ternary Material Nickel-Cobalt-Manganese Hydride, Agilent publication 5991-9506EN
  3. Rapid Analysis of Elemental Impurities in Battery Electrolyte by ICP-OES, Agilent publication 5994-1937EN
  4. IEC 62321:2008 Electrotechnical products - Determination of levels of six regulated substances
  5. GB/T 11064.16-2013 Methods for chemical analysis of lithium carbonate, lithium hydroxide monohydrate, and lithium chloride. Part 16
  6. Fitted Background Correction (FBC)—fast, accurate and fully automated background correction, Agilent publication 5991-4836EN

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Determination of 14 Impurity Elements in Lithium Carbonate Using ICP-OES
Determination of Elements in Ternary Material Nickel-Cobalt-Manganese Hydride
Robust Elemental Analysis of Sodium-Ion Battery Cathode Materials Using ICP-OES
Rapid Assay of Sodium Hexafluorophosphate for Use in Sodium-Ion Batteries by ICP-OES