CN109212112B - 一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法。本发明采用离子色谱法测定锂离子电解液中添加的磷酸锂、草酸锂、硼酸锂类无机盐的的一种方法，通过测试无机盐中阴离子含量，采用标准曲线法，制定各种无机盐的标准曲线，根据锂离子电解液样品测试数据，以计算其中各无机盐的含量。

Description

一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池电解技术领域，更具体的说是涉及一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法。
背景技术
无论是小型装置用电池还是大型动力汽车用动力电池，锂离子二次电池的应用越来越广泛，因此对锂离子二次电池在能量密度、高低温性能和循环寿命方面的要求日益增加。
目前常用的电解质锂盐LiPF6在高温下很不稳定，容易分解出腐蚀性极强的HF，从而导致正极材料中Mn的分解，使容量迅速衰减，不能满足要求。通过将一些二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂等新型无机盐添加到锂离子电解液中能够提高动力电池的高低温电性能和循环寿命，而随着无机盐添加剂的广泛应用，其指标的检测必须跟上。
目前检测无机盐的方法通常是利用电感耦合等离子体光谱仪检测P、B元素进行定量分析，但新型的无机盐添加剂都是含有P、B的无机盐，无法通过电感耦合等离子体光谱仪进行定量，因此急需一种能辨别阴离子的离子色谱法以解决该类问题。
本发明人结合电解质电解液的分析工作以及多年的实验经验，提供了一种简单有效的锂离子电解液中无机盐的分析检测方法，不仅为锂离子电池的产业化提供分析数据和方向指导，还推动了行业发展。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，该方法不仅简单有效，而且为锂离子电池的产业化提供分析数据和方向指导，推动了锂离子电池行业的发展。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，所述锂离子电解液中无机盐包括磷酸盐、草酸盐和硼酸盐，且所述检测方法具体为通过离子色谱仪检测无机盐中阴离子，通过标准曲线，计算无机盐含量的方法。
优选的，在上述一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法中，所述离子色谱法具体包括如下步骤：(1)配制标准曲线，使用有机溶剂溶解无机盐，配制标准曲线；(2)称取0.2～2.0g样品，并使用去离子水进行溶解；(3)通过离子色谱仪对标准曲线进行检测，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标制定标准曲线，再根据样品测试的峰面积数据得出锂离子电解液中无机盐的含量。要求样品的测试数据点落在标准曲线的中间位置，太高或太低都将影响测试结果的准确性。
优选的，在上述一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法中，所述样品包括二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂中的一种或多种组合。
优选的，在上述一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法中，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二甲醚等，使用锂离子电解液常用的有机溶剂溶液无机盐样品，可以保证标准曲线和样品基底溶液的一致性，减少数据误差。
优选的，在上述一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法中，通过在一种有机溶剂中加入无机盐样品配制成标准溶液，根据测试的需要，分别称取从低到高四个点无机盐标准品至样品瓶内，用有机溶剂稀释至100g，通过离子色谱进行检测，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标制定标准曲线，根据标准曲线计算锂离子电解液中无机盐的含量。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，该检测方法不仅简单有效，而且为锂离子电池的产业化提供分析数据和方向指导，推动了锂离子电池行业的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明二氟磷酸锂的标准曲线。
图2附图为本发明二氟草酸硼酸锂的标准曲线。
图3附图为本发明四氟硼酸锂的标准曲线。
图4附图为本发明的离子色谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，该检测方法不仅简单有效，而且为锂离子电池的产业化提供分析数据和方向指导，推动了锂离子电池行业的发展。
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
本发明公开了一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，锂离子电解液中无机盐包括磷酸盐、草酸盐和硼酸盐，且检测方法具体为通过离子色谱仪检测阴离子的方法。
为了进一步实现本发明的技术效果，离子色谱法具体包括如下步骤：(1)配制标准曲线，使用有机溶剂溶解无机盐，配制标准曲线；(2)称取0.2～2.0g样品，并使用去离子水进行溶解；(3)通过离子色谱仪对标准曲线进行检测，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标制定标准曲线，再根据样品测试的峰面积数据得出锂离子电解液中无机盐的含量。要求样品的测试数据点落在标准曲线的中间位置，太高或太低都将影响测试结果的准确性。
为了进一步实现本发明的技术效果，样品包括二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂中的一种或多种组合。
为了进一步实现本发明的技术效果，有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二甲醚中的一种或多种组合。
下面，将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行进一步的说明。
一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，具体步骤如下：
(1)仪器及试剂
A.仪器配置：主机Thermo AQ系列，阴离子分析柱AS22，阴离子保护柱AG22，阴离子抑制器AERS500。
B.淋洗液：精称无水碳酸钠0.711g，碳酸氢钠0.177g，用高纯水溶解并定容至1L，摇匀。
(2)标准曲线绘制：
A.称取不同质量的二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂溶解于有机溶剂中，进行标准曲线的绘制。
B.所述有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或乙二醇二甲醚组成的混合有机溶剂。
(3)样品的测试
A.称取一定量的样品溶于去离子水中，使用离子色谱进行测试。
B.所述样品的称重量范围0.20-2.00g；
具体的，检测结果如下：
(一)标准曲线绘制
A.标准曲线配制：
标液空白为乙二醇二甲醚；
标液1：分别用千分之一天平精密称取0.30g二氟磷酸锂，0.10g四氟硼酸锂，0.25g二氟草酸硼酸锂加99.35g乙二醇二甲醚；
标液2：分别用千分之一天平精密称取0.60g二氟磷酸锂，0.20g四氟硼酸锂，0.50g二氟草酸硼酸锂加98.70g乙二醇二甲醚；
标液3：分别用千分之一天平精密称取1.00g二氟磷酸锂，0.30g四氟硼酸锂，1.00g二氟草酸硼酸锂加97.70g乙二醇二甲醚；
标液4：分别用千分之一天平精密称取1.20g二氟磷酸锂，0.40g四氟硼酸锂，1.50g二氟草酸硼酸锂加96.90g乙二醇二甲醚。
B.标准曲线绘制
具体地，二氟磷酸锂的标准曲线参见附图1，二氟草酸硼酸锂的标准曲线参见附图2，四氟硼酸锂的标准曲线参见附图3。针对标准曲线，具体分析结果如下表1所示。
表1标准曲线线性表
Figure BDA0001804030370000051
Figure BDA0001804030370000061
(二)样品测试
a.称取样品0.5000g于干净的四氟瓶中，用高纯水稀释至50.0000g。
b.按照离子色谱操作要求将稀释样品进行测试。
具体的，离子色谱图参见图4，具体检测分析结果如下表2所示。
表2同一样品三次检测结果如下：
Figure BDA0001804030370000062
其中，标准偏差SD＝Sqr(∑(xn-x拨)^2/(n-1))公式中∑代表总和，x拨代表x的算术平均值，^2代表二次方，Sqr代表平方根。
相对标准偏差(RSD)＝标准偏差(SD)/计算结果的算术平均值(X)*100％
由上述结果可见，用本发明的方法来测定锂离子电解液中各种无机盐的含量，其RSD％均＜3，完全可以满足误差要求，精度较高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种用于锂离子电解液中无机盐的检测方法，其特征在于，所述锂离子电解液中无机盐包括二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂，且所述检测方法具体为通过离子色谱仪检测二氟磷酸根、二氟草酸硼酸根和四氟硼酸根阴离子以计算出电解液中无机盐含量的方法；具体地，所述离子色谱法具体包括如下步骤：
（1）配制标准曲线，使用有机溶剂溶解无机盐标准品，配制标准曲线；（2）称取0.2~2.0g样品，并使用去离子水进行溶解；（3）通过离子色谱仪对标准系列样品进行检测，制定标准曲线，根据样品测试数据从而计算出锂离子电解液中无机盐的含量；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或乙二醇二甲醚；
所述离子色谱仪检测的色谱条件为：
A.仪器配置：主机Thermo AQ系列，阴离子分析柱AS22，阴离子保护柱AG22，阴离子抑制器AERS500；
B.淋洗液：精称无水碳酸钠0.711g，碳酸氢钠0.177g，用高纯水溶解并定容至1L，摇匀。
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