GB/T 41704-2022 鋰(lǐ)離(lí)子電池(chí)正(zhèng)極材料檢測(cè)方(fāng)法(fǎ) 磁性(xìng)異物含量和殘餘鹼含量(liáng)的測定

範(fàn)圍
本文(wén)件規定了(liǎo)鋰(lǐ)離(lí)子電(diàn)池(chí)正極(jí)材料(liào)中磁(cí)性異物(wù)含量(liáng)和(hé)殘(cán)餘鹼含(hán)量的測定(dìng)方法(fǎ)。
本(běn)文件(jiàn)適(shì)用於(yú)鋰離子(zǐ)電池(chí)正極材(cái)料中磁性異物含量(liáng)和殘(cán)餘鹼含量的(dí)測定。磁(cí)性(xìng)異(yì)物含量測定(dìng)範圍(wéi)為≥1μg/kg，殘(cán)餘(yú)鹼(jiǎn)含量(liáng)測(cè)定(dìng)範圍(wéi)(質(zhì)量(liáng)分數)為0.001%~2.500%。

術(shù)語和(hé)定義
下列術(shù)語和定(dìng)義適用於本文件。
磁性異物  magnetic impurities
鋰(lǐ)離子(zǐ)電(diàn)池正(zhèng)極材(cái)料中可以(yǐ)被磁感(gǎn)應強度不小(xiǎo)於(yú)0.5T(5000Gauss)磁棒吸附(fù)的雜質(zhì)。
注: 磁性(xìng)異(yì)物(wù)通(tōng)常為(wéi)鐵(tiě)，鉻，鎳，鋅(xīn)的單質(zhì)或化合物(wù)。
大顆粒磁性(xìng)異(yì)物(wù)  large particle magnetic impurities
掃描(miáo)電鏡下(xià)，直(zhí)徑不(bù)小(xiǎo)於10μm的磁性異物。
殘(cán)餘鹼(jiǎn)  residual alkali
鋰離(lí)子電(diàn)池(chí)正極(jí)材料顆(kē)粒(lì)表(biǎo)麵附著的(dí)鹼性物(wù)質(zhì)。
注(zhù): 殘餘鹼(jiǎn)主(zhǔ)要(yào)以氫氯化鋰和(hé)Li2CO3形式存在，測試後(hòu)將(jiāng)其量全(quán)部以(yǐ)Li2CO3含量表示則為殘餘鹼(jiǎn)，以鋰含(hán)量(liáng)表(biǎo)示則為殘餘(yú)鋰。

殘餘(yú)鹼含量的(dí)測(cè)定(dìng)
原(yuán)理
使用一定(dìng)體(tǐ)積的水(shuǐ)將一定質量樣品表(biǎo)麵的(dí)殘(cán)餘鹼溶解，過濾(lǜ)後取濾(lǜ)液(yè)，用(yòng)鹽酸標準滴定(dìng)溶液(yè)進行(háng)滴(dī)定(dìng)，通(tōng)過(guò)反(fǎn)應過程中(zhōng)的(dí)電位突躍確(què)定滴定終點，計算其(qí)含(hán)量，通(tōng)過換(huàn)算(suàn)得到(dào)殘(cán)餘鹼含(hán)量及(jí)殘餘鍵含量(liáng)。

試劑或材料
除(chú)非(fēi)另(lìng)有(yǒu)說(shuō)明，本方(fāng)法(fǎ)所用試劑均為優級(jí)純試(shì)劑和符合 GB/T 6682 中(zhōng)規(guī)定的一級(jí)水(shuǐ)。
鹽酸標(biāo)準滴定(dìng)溶液(yè): 0.1mol/L，采用國(guó)家認(rèn)可的有(yǒu)效期內的有證標(biāo)準(zhǔn)物(wù)質，或按(àn) GB/T 601 的(dí)規(guī)定製(zhì)備。
保鮮膜(mó)。

儀器設備(bèi)
真空過(guò)濾裝(zhuāng)置(zhì)。
磁力攪(jiǎo)拌器。
電(diàn)位(wèi)滴定(dìng)儀(yí)，配飽和(hé)甘汞電極。滴定(dìng)前應對(duì)電位滴(dī)定(dìng)儀(yí)的pH電(diàn)極進(jìn)行校(xiào)準(zhǔn)，使用(yòng)pH標準緩衝液進行(háng)三點校(xiào)準，斜(xié)率(shuài)在(zài)0.9500~1.0500範(fàn)圍內。

樣(yàng)品
樣品粒(lì)度應(yīng)不大(dà)於(yú)0.154mm。

試(shì)驗步(bù)驟(zhòu)
稱(chēng)取(qǔ)5.0g樣(yàng)品，精(jīng)確(què)至0.0001g，質(zhì)量記(jì)為(wéi)m₁。將(jiāng)樣(yàng)品置於150mL玻璃(lí)燒杯(bēi)中(zhōng)，加(jiā)入(rù)100g水(shuǐ)，水溫(wēn)為(wéi)25°C±2°C，水質(zhì)量(liáng)記(jì)為m₂。用保鮮膜封口後置(zhì)於磁力(lì)攪拌(bàn)器(qì)上，以800r/min攪(jiǎo)拌混(hùn)合(hé)5min。
攪拌完成後1min內，用(yòng)真(zhēn)空過濾(lǜ)裝置將樣品與水分離(lí)，濾液(yè)收(shōu)集(jí)至250mL的(dí)燒杯(bēi)中，稱重(zhòng)並(bìng)用保鮮(xiān)膜封口，濾液質(zhì)量記(jì)為(wéi)m₃。
將濾液(yè)置於(yú)電位(wèi)滴(dī)定儀(yí)，使(shǐ)用0.1mol/L鹽(yán)酸(suān)標準滴定(dìng)溶(róng)液(yè)滴定。記錄(lù)兩個等當點Ep1(pH≈8.5)，Ep2(pH≈4.5)處消耗(hào)鹽酸(suān)的(dí)體積(jī)，分別記(jì)為V₁，V₂。

試(shì)驗(yàn)數據處理
樣品(pǐn)中(zhōng)殘餘(yú)Li2CO3含量以質量分(fēn)數ω_Li2CO3計，按公(gōng)式(shì)(4)計(jì)算:

式(shì)中:
ω_Li2CO3 一一樣(yàng)品中殘餘(yú)Li2CO3質量分數(shù)；
c 一(yī)一(yī)鹽酸的(dí)濃度(dù)，單位為(wéi)摩爾每(měi)升(shēng)(mol/L)；
V₂ 一一pH接近4.5的(dí)等當點(diǎn)所對應(yīng)的鹽(yán)酸體(tǐ)積(jī)，單位為毫(háo)升(shēng)(mL)；
V₁ 一一(yī)pH接近(jìn)8.5的等當點所(suǒ)對(duì)應(yīng)的鹽(yán)酸體積，單位為(wéi)毫升(shēng)(mL)；
m₂ 一一水(shuǐ)加(jiā)入量(liáng)，單位(wèi)為(wéi)克(kè)(g)；
73.89 一一Li2CO3的(dí)相(xiāng)對(duì)分(fēn)子質量(liáng)，單位(wèi)為克(kè)每摩(mó)爾(ěr)(g/mol)；
m₁ 一一(yī)稱(chēng)取樣(yàng)品的質量，單位為克(kè)(g)；
m₃ 一一稱(chēng)取濾液的質量，單位(wèi)為克(g)。
樣(yàng)品中(zhōng)殘(cán)餘(yú)氫氧(yǎng)化(huà)鋰含量以質(zhì)量(liáng)分(fēn)數ω_LiOH計，按(àn)公(gōng)式(5)計算:

式(shì)中:
ω_LiOH 一(yī)一(yī)樣品(pǐn)中殘餘氫(qīng)氧(yǎng)化(huà)鋰質(zhì)量分(fēn)數；
c 一一鹽酸的濃(nóng)度，單位為(wéi)摩(mó)爾每升(mol/L)；
V₂ 一(yī)一pH接近4.5的(dí)等(děng)當點所對應的鹽酸體(tǐ)積，單位為毫(háo)升(mL)；
V₁ 一(yī)一pH接(jiē)近8.5的等當點所(suǒ)對應的(dí)鹽酸(suān)體積，單(dān)位為毫(háo)升(shēng)(mL)；
m₂ 一(yī)一(yī)水加入(rù)量(liáng)，單位(wèi)為(wéi)克(kè)(g)；
23.95 一(yī)一(yī)氫氧化(huà)鋰(lǐ)的相(xiāng)對(duì)分(fēn)子質(zhì)量(liáng)，單位為(wéi)克(kè)每摩(mó)爾(ěr)(g/mol)；
m₁ 一(yī)一稱取樣品(pǐn)的(dí)質量(liáng)，單位為克(g)；
m₃ 一一稱取(qǔ)濾液(yè)的質(zhì)量(liáng)，單位為(wéi)克(g)。
樣品中(zhōng)殘餘鹼含量(liáng)以(yǐ)質(zhì)量分數(shù)ω_ra計，按(àn)公式(6)計算:

式(shì)中(zhōng):
ω_ra 一(yī)一(yī)樣(yàng)品(pǐn)中殘(cán)餘(yú)鹼質(zhì)量分數；
1.54 一一(yī)換(huàn)算係數，Li2CO3的相對分(fēn)子質量(liáng)與(yǔ)2倍氫(qīng)氧化鋰(lǐ)的(dí)相(xiāng)對分(fēn)子質(zhì)量之比。
樣品中殘餘(yú)鋰含(hán)量以質量分數ω_rl計(jì)， 按(àn)公(gōng)式(7)計算:

式中:
ω_rl 一一樣品中殘餘鋰質量分數(shù)；
0.19 一一(yī)換算係數(shù)，2倍鋰的相(xiāng)對原(yuán)子質量與(yǔ)Li2CO3的相(xiāng)對分(fēn)子(zǐ)質(zhì)量(liáng)之(zhī)比。
計(jì)算結(jié)果表(biǎo)示到小數(shù)點後三位(wèi)，按 GB/T 8170 的規定進行修約。