技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池材料，具體涉及一種用于X射線熒光光譜儀漂移校正的熔片及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

目前鋰離子電池使用到的材料主要有：磷酸鐵鋰正極材料、鎳鈷錳三元正極材料、鈦酸鋰負(fù)極材料、勃姆石等，目前主要通過(guò)電感耦合等離子體（ICP）來(lái)測(cè)試電池材料中各種元素的含量，但該方法在檢測(cè)前需要對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行前處理，目的是將難溶物質(zhì)溶解，再用ICP測(cè)試，其前處理通常使用微波消解法和熔融法，微波消解法通常加入強(qiáng)酸強(qiáng)堿再放入微波消解儀中進(jìn)行溶解；而熔融法是使用熔融劑高溫熔解，熔解后再用酸處理，以制備待測(cè)溶液，其過(guò)程繁瑣，危險(xiǎn)性高并且誤差大，對(duì)人員要求高；并且不同的樣品前處理方法不同，沒(méi)有統(tǒng)一的制備方法。

而X射線熒光光譜法（XRF）是一種分析速度快、制樣簡(jiǎn)單，不需要用到有毒有污染的試劑，也不需要費(fèi)時(shí)的前處理過(guò)程的方法。其可以用來(lái)測(cè)試鋰離子電池材料中各元素含量，該方法檢測(cè)主要依賴于標(biāo)準(zhǔn)樣品中元素的熒光強(qiáng)度與含量建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線；且該方法對(duì)待測(cè)樣品的前處理簡(jiǎn)單，僅僅需要將粉體樣品進(jìn)行壓片即可。但是粉體樣品存在無(wú)法長(zhǎng)期保存的缺點(diǎn)，即使建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線，也無(wú)法再使用原樣品對(duì)其進(jìn)行漂移校正，從而造成了測(cè)試的誤差。

因此，如何制備一種專門使用于測(cè)定鋰離子電池材料中元素含量的漂移校正樣品，并且能夠長(zhǎng)期保存，對(duì)于鋰離子電池行業(yè)的元素含量測(cè)試至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于X射線熒光光譜儀漂移校正的熔片及其制備方法和用途，制備的熔片可長(zhǎng)期保存，并可對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行校正，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于X射線熒光光譜儀漂移校正的熔片的制備方法，其步驟如下：

（1）稱取鋰離子電池所使用到的所有正、負(fù)極材料中的粉體材料各1g，放一起混合均勻；

（2）將混合物過(guò)100目篩；

（3）將過(guò)篩后混合物與助熔劑按質(zhì)量比為1：1-1：5進(jìn)行混合后，置于800-1100℃的高溫爐內(nèi)，熔融5-10分鐘；

（4）將熔融物倒入鑄模中冷卻成型得到熔片。

進(jìn)一步方案，所述助熔劑為四硼酸鋰、碳酸鈉或碳酸鉀。

進(jìn)一步方案，所述粉體材料包括磷酸鐵鋰正極材料、鎳鈷錳三元正極材料、鈦酸鋰負(fù)極材料、勃姆石。

本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供一種如上述制備方法所制備的熔片。

本發(fā)明的第三個(gè)發(fā)明目的是提供熔片的用途，所述熔片用于測(cè)定鋰離子電池材料中金屬元素含量的X射線熒光光譜儀漂移校正的樣品。

進(jìn)一步方案，所述漂移校正的步驟如下：

（1）將待測(cè)的鋰離子電池粉體材料過(guò)篩，得粒徑為200-300目的樣品材料；

（2）采用電感耦合等離子體檢測(cè)樣品材料中金屬元素的含量；

（3）用助劑將樣品材料稀釋成至少5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣，并將標(biāo)準(zhǔn)樣分別壓成壓片；

（4）將壓片依次裝入X射線熒光光譜儀中測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)樣中金屬元素的熒光強(qiáng)度，將測(cè)得的熒光強(qiáng)度與該標(biāo)準(zhǔn)樣相對(duì)應(yīng)的含量建立成標(biāo)準(zhǔn)曲線；

（5）將熔片裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)試熔片中與前面標(biāo)準(zhǔn)樣中相同的金屬元素的熒光強(qiáng)度；

（6）以熔片的熒光強(qiáng)度做為漂移校正系數(shù)對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行校正。

進(jìn)一步方案，所述稀釋劑為碳酸鈣、葡萄糖、硼酸或甲基纖維素鈉。

本發(fā)明的熔片是專用于檢測(cè)鋰離子電池材料中元素的X射線熒光光譜儀的漂移校正的，其由于是通過(guò)高溫爐熔融制備而成，從而提高了其穩(wěn)定性，適合長(zhǎng)期存放。另外，由于X射線熒光光譜儀在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后會(huì)發(fā)生漂移，使用本發(fā)明制備的熔片對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行校正到初始的狀態(tài)，從而保證其對(duì)元素含量測(cè)試的準(zhǔn)確性，縮短測(cè)試時(shí)間和誤差。

附圖說(shuō)明：

圖1為鈦酸鋰中鈦元素的熒光強(qiáng)度和含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1

（1）稱取磷酸鐵鋰正極材料、鎳鈷錳三元正極材料、鈦酸鋰負(fù)極材料和勃姆石各1g，放一起混合均勻；

（2）將混合物過(guò)100目篩；

（3）將過(guò)篩后混合物與助熔劑四硼酸鋰按質(zhì)量比為1：1進(jìn)行混合后，置于800℃的高溫爐內(nèi)，熔融10分鐘；

（4）將熔融物倒入鑄模中冷卻成型得到熔片。

應(yīng)用例1：以檢測(cè)鈦酸鋰中鈦元素含量為例進(jìn)行說(shuō)明：

（1）將鈦酸鋰負(fù)極粉體材料過(guò)篩得粒徑為200目的樣品材料，采用電感耦合等離子體（ICP）測(cè)試出樣品材料中鈦元素含量；

（2）用碳酸鈣將樣品材料稀釋成5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣，并分別壓成壓片；

（3）將壓片裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)定各壓片中鈦元素的熒光強(qiáng)度，再將各熒光強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)的含量建立成標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示；

（4）將實(shí)施例1制備的熔片也裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)試熔片中鈦元素的熒光強(qiáng)度，該熒光強(qiáng)度做為X射線熒光光譜儀的漂移校正的依據(jù)。

（5）檢測(cè)時(shí)，先將上述熔片裝入X射線熒光光譜儀中，對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行校正，使得此時(shí)檢測(cè)得到的熔片中鈦元素的熒光強(qiáng)度與步驟（4）中所測(cè)得的鈦元素?zé)晒鈴?qiáng)度相一致；然后再將待測(cè)鈦酸鋰粉末樣品壓片后，裝入X射線熒光光譜儀中進(jìn)行檢測(cè)，得出待測(cè)鈦酸鋰粉末樣品中鈦元素?zé)晒鈴?qiáng)度，再根據(jù)步驟（2）中的標(biāo)準(zhǔn)曲線得出待測(cè)鈦酸鋰粉末樣品中鈦元素的含量。

取上述同一批次的待測(cè)鈦酸鋰粉末樣品，采用電感耦合等離子體（ICP）測(cè)試出元素含量；然后對(duì)比兩檢測(cè)數(shù)據(jù)完全吻合，說(shuō)明本發(fā)明的熔片能對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行漂移校正。

實(shí)施例2

（1）稱取磷酸鐵鋰正極材料、鎳鈷錳三元正極材料、鈦酸鋰負(fù)極材料和勃姆石各1g，放一起混合均勻；

（2）將混合物過(guò)100目篩；

（3）將過(guò)篩后混合物與助熔劑碳酸鈉按質(zhì)量比為1：5進(jìn)行混合后，置于1100℃的高溫爐內(nèi)，熔融5分鐘；

（4）將熔融物倒入鑄模中冷卻成型得到熔片。

應(yīng)用例2：檢測(cè)磷酸鐵鋰中鐵、鋰元素含量：

（1）將磷酸鐵鋰粉體材料過(guò)篩得粒徑為300目的樣品材料，采用電感耦合等離子體（ICP）測(cè)試出樣品材料中鐵、鈦元素含量；

（2）用葡萄糖將樣品材料稀釋成5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣，并分別壓成壓片；

（3）將壓片裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)定各壓片中鐵、鈦元素的熒光強(qiáng)度，再將各熒光強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)的含量建立成標(biāo)準(zhǔn)曲線；

（4）將實(shí)施例2制備的熔片也裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)試熔片中鐵、鈦元素的熒光強(qiáng)度，該熒光強(qiáng)度做為X射線熒光光譜儀的漂移校正的依據(jù)。

（5）檢測(cè)時(shí)，先將上述熔片裝入X射線熒光光譜儀中，對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行校正，使得此時(shí)檢測(cè)得到的熔片中鐵、鈦元素的熒光強(qiáng)度與步驟（4）中所測(cè)得的鐵、鈦元素?zé)晒鈴?qiáng)度相一致；然后再將待測(cè)磷酸鐵鋰粉末樣品壓片后，裝入X射線熒光光譜儀中進(jìn)行檢測(cè)，得出待測(cè)磷酸鐵鋰粉末樣品中鐵、鈦元素?zé)晒鈴?qiáng)度，再根據(jù)步驟（2）中的標(biāo)準(zhǔn)曲線得出待測(cè)磷酸鐵鋰粉末樣品中鐵、鈦元素的含量。

實(shí)施例3

（1）稱取磷酸鐵鋰正極材料、鎳鈷錳三元正極材料、鈦酸鋰負(fù)極材料和勃姆石各1g，放一起混合均勻；

（2）將混合物過(guò)100目篩；

（3）將過(guò)篩后混合物與助熔劑碳酸鉀按質(zhì)量比為1：3進(jìn)行混合后，置于1000℃的高溫爐內(nèi)，熔融8分鐘；

（4）將熔融物倒入鑄模中冷卻成型得到熔片。

應(yīng)用例3

檢測(cè)勃姆石中鋁元素含量：

（1）將勃姆石粉體材料過(guò)篩得粒徑為250目的樣品材料，采用電感耦合等離子體（ICP）測(cè)試出樣品材料中鋁元素含量；

（2）用硼酸將樣品材料稀釋成5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣，并分別壓成壓片；

（3）將壓片裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)定各壓片中鋁元素的熒光強(qiáng)度，再將各熒光強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)的含量建立成標(biāo)準(zhǔn)曲線；

（4）將實(shí)施例3制備的熔片也裝入X射線熒光光譜儀中，測(cè)試熔片中鋁元素的熒光強(qiáng)度，該熒光強(qiáng)度做為X射線熒光光譜儀的漂移校正的依據(jù)。

（5）檢測(cè)時(shí)，先將上述熔片裝入X射線熒光光譜儀中，對(duì)X射線熒光光譜儀進(jìn)行校正，使得此時(shí)檢測(cè)得到的熔片中鋁元素的熒光強(qiáng)度與步驟（4）中所測(cè)得的鋁元素?zé)晒鈴?qiáng)度相一致；然后再將待測(cè)勃姆石粉末樣品壓片后，裝入X射線熒光光譜儀中進(jìn)行檢測(cè)，得出待測(cè)勃姆石粉末樣品中鋁元素?zé)晒鈴?qiáng)度；最后根據(jù)步驟（2）中的標(biāo)準(zhǔn)曲線得出待測(cè)勃姆石粉末樣品中鋁元素的含量。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。