一种钠电材料金属总量的测定方法及其应用与流程

本发明涉及电池材料成分测定，具体而言，涉及一种钠电材料金属总量的测定方法及其应用。

背景技术：

1、目前，钠电前驱体中镍铜铁锰检测都是以电感耦合等离子体发生光谱仪(icp-oes)为检测工具进行检测。

2、该检测方法至少存在以下问题：

3、(1)针对每种型号的样品进行检测时，icp-oes检测法都需要采用标准品建立标准曲线，然而，不同品牌及型号的钠电前驱体的样品中各金属含量和比例不同，当测试样品中各金属含量和比例与标准品差别较大时，icp检测法的准确度降低；

4、(2)icp-oes检测方法对标准溶液配制的精确度以及样品制备的要求较高，一旦出现操作误差，会导致检测数据的准确度大大降低；

5、(3)测试结果的数值受仪器状态影响会有不同程度的波动，导致结果精密度与准确性较差。

6、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种钠电材料金属总量的测定方法，以解决上述问题中的至少一种。

2、本发明的目的之二在于提供一种上述测定方法的应用。

3、本申请可这样实现：

4、第一方面，本申请提供一种钠电材料金属总量的测定方法，其包括以下步骤：将待测钠电材料样品进行前处理以获得定容待测液；

5、待测钠电材料样品中含有镍、铜、锰中的至少一种元素以及铁；前处理过程中，采用过量的氧化试剂将待测钠电材料样品中所含的fe2+全部氧化成fe3+；

6、移取部分定容待测液按以下方式进行返滴定：向移取的定容待测液中加入过量的edta溶液，随后加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节ph值，再加入紫脲酸胺作为指示剂，采用镍滴定溶液进行返滴定。

7、在可选的实施方式中，当待测钠电材料样品为固体时，前处理过程包括：溶解所述待测钠电材料样品，随后加入氧化试剂以使所述待测钠电材料样品中所含的fe2+全部氧化成fe3+，随后稀释、定容。

8、在可选的实施方式中，溶解待测钠电材料样品的溶剂中含有酸。

9、可选地，酸包括盐酸。

10、在可选的实施方式中，当待测钠电材料样品为液体时，前处理过程包括：将待测钠电材料样品与酸以及氧化试剂共同混合以使待测钠电材料样品中所含的fe2+全部氧化成fe3+，随后稀释、定容。

11、可选地，酸包括盐酸。

12、在可选的实施方式中，氧化试剂为双氧水。

13、在可选的实施方式中，氧化试剂的用量为过量时，前处理过程中，还包括去除多余的氧化试剂。

14、在可选的实施方式中，于不低于100℃的条件下对氧化试剂进行加热，以使多余的氧化试剂分解除去。

15、在可选的实施方式中，当待测钠电材料样品为固体样品时，按以下公式计算待测钠电材料样品中金属的总量：

16、

17、式中：

18、ωni+cu+fe+mn为镍铜铁锰在待测样品中的质量百分数，单位为％；

19、v0为定容待测液的体积，单位为ml；

20、v1为移取的定容待测液的体积，单位为ml；

21、v2为edta滴定液的使用体积，单位为ml；

22、v3为镍滴定溶液的消耗体积，单位为ml；

23、cedta为edta滴定液的浓度，单位为mol/l；

24、cni为镍滴定溶液的浓度，单位为mol/l；

25、m为待测钠电材料样品的质量，单位为g；

26、为镍铜铁锰的平均摩尔质量，单位为g/mol。

27、在可选的实施方式中，当待测钠电材料样品为液体样品时，按以下公式计算金属的总量：

28、

29、式中：

30、ρni+cu+fe+mn为镍铜铁锰在待测样品中的浓度，单位为g/l；

31、v4为移取的定容待测液的体积，单位为ml；

32、v5为edta滴定液的使用体积，单位为ml；

33、v6为镍滴定溶液的消耗体积，单位为ml；

34、cedta为edta溶液的浓度，单位为mol/l；

35、cni为镍滴定溶液的浓度，单位为mol/l；

36、n为待测钠电材料样品的稀释倍数；

37、为镍铜铁锰的平均摩尔质量，单位为g/mol。

38、在可选的实施方式中，镍铜铁锰的平均摩尔质量按以下公式计算：

39、

40、式中：

41、ρni、ρcu、ρfe和ρmn分别为镍、铜、铁和锰在待测液中的浓度，单位为μg/ml；

42、mni、mcu、mfe和mmn分别为镍、铜、铁和锰的相对分子质量。

43、在可选的实施方式中，氨水-氯化铵缓冲溶液调节ph值至9-11。

44、在可选的实施方式中，edta溶液为edta标准溶液；或，镍滴定溶液为镍标准滴定溶液；或，返滴定过程中，以溶液变为浅橘色作为滴定终点。

45、第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的测定方法的应用，例如可用于测定钠电材料中金属的总量。

46、在可选的实施方式中，钠电材料包括钠电前驱体、镍铜铁锰金属液或钠电正极材料。

47、在可选的实施方式中，钠电前驱体包括镍铜铁锰氢氧化物、镍铜铁锰氧化物、铜铁锰氢氧化物、铜铁锰氧化物、镍铁锰氢氧化物、镍铁锰氧化物、铁锰氢氧化物或铁锰氧化物；

48、或，镍铜铁锰金属液为镍铜铁锰的可溶性金属盐溶液；

49、或，钠电正极材料包括镍铜铁锰正极材料、铜铁锰正极材料、镍铁锰正极材料或铁锰酸钠正极材料。

50、本申请的有益效果包括：

51、本申请提供的方法通过在样品前处理过程中将二价铁全部氧化三价铁，并结合返滴定法，按先往待测液中加入过量的edta滴定溶液，然后加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节ph，再加入紫脲酸胺指示剂，以镍滴定溶液作为返滴定剂，能够获得接近真实值的测试结果，重复性好，数据稳定，误差小，避免了现有技术采用icp-oes法(仪器法)进行测量所存在的测试结果不稳定、受仪器状态影响使得测试结果有不同程度的波动的问题。

技术特征：

1.一种钠电材料金属总量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：将待测钠电材料样品进行前处理以获得定容待测液；

2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，当所述待测钠电材料样品为固体时，前处理过程包括：溶解所述待测钠电材料样品，随后加入氧化试剂以使所述待测钠电材料样品中所含的fe2+全部氧化成fe3+，随后稀释、定容；

3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，当所述待测钠电材料样品为液体时，前处理过程包括：将所述待测钠电材料样品与酸以及氧化试剂共同混合以使所述待测钠电材料样品中所含的fe2+全部氧化成fe3+，随后稀释、定容；

4.根据权利要求2或3所述的测定方法，其特征在于，所述氧化试剂为双氧水；

5.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，当所述待测钠电材料样品为固体样品时，按以下公式计算待测钠电材料样品中金属的总量：

6.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，当所述待测钠电材料样品为液体样品时，按以下公式计算金属的总量：

7.根据权利要求5或6所述的测定方法，其特征在于，镍铜铁锰的平均摩尔质量按以下公式计算：

8.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，氨水-氯化铵缓冲溶液调节ph值至9-11。

9.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述edta溶液为edta标准溶液；或，所述镍滴定溶液为镍标准滴定溶液；或，返滴定过程中，以溶液变为浅橘色作为滴定终点。

10.如权利要求1-9任一项所述的测定方法的应用，其特征在于，所述测定方法用于测定钠电材料中金属的总量；

技术总结
本发明公开了一种钠电材料金属总量的测定方法及其应用，属于电池材料成分测定技术领域。该方法包括以下步骤：将待测钠电材料样品进行前处理以获得定容待测液；待测钠电材料样品中含有镍、铜、锰中的至少一种元素以及铁；前处理过程中，将待测钠电材料样品中所含的Fe2+全部氧化成Fe3+；移取部分定容待测液按以下方式进行返滴定：向移取的待测液中加入过量的EDTA溶液，随后加入氨水‑氯化铵缓冲溶液调节pH值，再加入紫脲酸胺作为指示剂，采用镍滴定溶液进行返滴定。该测试方法所得的测试结果准确性高，重复性好，数据结果稳定。

技术研发人员：李艳,成国庆,杜赫彤,吕广鑫,邢铭,徐建青,原伟亮
受保护的技术使用者：浙江华友钴业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16