研究一種快速、準(zhǔn)確度高的方法測定鋰離子電池正極材料中高含量成分很有必要。本文作者研究了原子吸收光度法分析鋰電池正極材料中高含量的鈷、鎳、錳的實(shí)驗(yàn)條件。結(jié)果表明：原子吸收光度法快速簡便只要條件控制得當(dāng)測定高含量成分具有較好的準(zhǔn)確度。有關(guān)單位可以用此測定方法進(jìn)行正極材料的質(zhì)量控制。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1　儀器

原子吸收分光光度計(jì)AA-1800（上海美析儀器有限公司）鈷、鎳、錳空心陰極燈。

1.2　儀器條件

儀器的工作條件見表1。

1.3　主要試劑及配制

除特別說明外試劑均為AR級水均為去離子水。

1.3.1　標(biāo)準(zhǔn)溶液　　

鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.000mg／ml）：稱取0.1407gCo2O3（光譜純）放入100ml燒杯中加入少量水潤濕然后加入HCl（1∶1）5ml加熱溶解冷卻后轉(zhuǎn)入100ml的容量瓶中定容。

鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.000mg／ml）：稱取0.1000g鎳粉（99.8％）放入100ml燒杯中加入少量水潤濕然后加入HCl（1∶1）5ml加熱溶解冷卻后轉(zhuǎn)入100ml的容量瓶中定容。

錳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.000mg／ml）：稱取0.1000g電解金屬錳（99.8％）放入100ml燒杯中加入少量水潤濕然后加入HCl（1∶1）5ml加熱溶解冷卻后轉(zhuǎn)入100ml的容量瓶中定容。

1.3.2　其他試劑

HCl（1∶1）H2SO4（1∶5）濃HNO3H2O2（30％）。

1.4　實(shí)驗(yàn)方法

在相應(yīng)的儀器工作條件下根據(jù)正極材料中鈷、鎳、錳的含量分別移取一定體積的鈷、鎳、錳標(biāo)準(zhǔn)溶液于50ml容量瓶中用水稀至刻度搖勻以蒸餾水作空白偏轉(zhuǎn)燃燒頭或采用次靈敏線依次測定吸光度值。

2　結(jié)果與討論

2.1　酸的影響

正極材料試樣需要用HCl進(jìn)行分解即測定介質(zhì)為HCl故只對HCl的量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在儀器測定條件下隨著HCl的量逐漸增加鈷、鎳、錳的吸光度呈下降趨勢。試樣分解完全后應(yīng)盡可能蒸至近干冷卻后用水溶解再轉(zhuǎn)入容量瓶中定容。

2.2　共存離子的影響

鈷的測定主要考慮鋰、鎳、錳的影響結(jié)果表明：0.3mg鋰、0.5mg鎳、0.3mg錳不干擾鈷的測定（實(shí)際測定0.1000g樣品中的鈷時對應(yīng)的鋰、鎳、錳的質(zhì)量分別小于0.3mg、0.5mg、0.3mg）；鎳的測定主要考慮鋰、鈷、錳的影響結(jié)果表明：0.3mg鋰、0.5mg鈷、0.3mg錳不干擾鎳的測定（實(shí)際測定0.1000g樣品中的鎳時對應(yīng)的鋰、錳、鈷的量分別小于0.3mg、0.3mg、0.5mg）；錳的測定主要考慮鋰、鎳、鈷的影響結(jié)果表明：0.3mg鋰、0.5mg鎳、0.5mg鈷不干擾錳的測定（實(shí)際測定0.1000g樣品中的錳時對應(yīng)的鋰、鎳、鈷的量分別小于0.3mg、0.5mg、0.5mg）。

2.3　吸收線的選擇

由于正極材料中鈷、鎳、錳含量較高若采用靈敏線測定樣品稀釋倍數(shù)必須很大會有較大的誤差測定這幾個項(xiàng)目時可將燃燒頭偏轉(zhuǎn)一定角度或采用次靈敏線的方法來擴(kuò)大線性范圍以提高測定的準(zhǔn)確度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定吸收線為：鈷252.1nm線性范圍為0～100μg／ml；鎳352.5nm線性范圍為0～100μg／ml；錳280.1nm線性范圍為0～50μg／ml。

2.4　標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4.1　鈷的標(biāo)準(zhǔn)曲線

移取鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液0ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml于50ml容量瓶中以蒸餾水定容搖勻以蒸餾水做空白。采用鈷的次靈敏線252.1nm測定吸光度值。從中可看出：0～100μg／ml的鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液服從比耳定律（r＝0.9998）。

2.4.2　鎳的標(biāo)準(zhǔn)曲線

移取鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液0ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml于50ml容量瓶中以蒸餾水定容搖勻以蒸餾水做空白。采用鎳的次靈敏線352.5nm測定吸光度值。從圖1b可看出：0～100μg／ml的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液服從比耳定律（r＝0.9999）。

2.4.3　錳的標(biāo)準(zhǔn)曲線

移取錳標(biāo)準(zhǔn)溶液0ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml、2.50ml于50ml容量瓶中以蒸餾水定容搖勻以蒸餾水做空白。采用錳的次靈敏線280.1nm測定吸光度值。從圖1c可看出：0～50μg／ml的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液服從比耳定律（r＝0.9995）。

2.5　樣品分析及回收實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取鋰離子電池正極材料0.1000g于100ml燒杯中用少量水潤濕加入HCl（1∶1）5ml蓋上表面皿后置于電熱板上加熱溶解（若有不溶物補(bǔ)加30％H2O2數(shù)滴）；待樣品完全溶解后取下稍冷用蒸餾水沖洗表面皿轉(zhuǎn)入100ml容量瓶中定容然后按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定。不同的正極材料在酸處理前加入一定標(biāo)準(zhǔn)的量同時進(jìn)行回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

2.6　精密度實(shí)驗(yàn)

稱取鋰離子電池正極材料試樣2號各5份按樣品分析方法進(jìn)行處理和測定相對平均偏差小于0.76％結(jié)果見表3。

3結(jié)論

綜上所述原子吸收光譜法快速簡便將燃燒頭偏轉(zhuǎn)一定角度或采用次靈敏線測定鋰離子電池正極材料中高含量的鈷、鎳、錳時具有較好的準(zhǔn)確度回收率為97.7％～105.3％。該方法具有實(shí)際應(yīng)用價值。