CN111351784A - 一种锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，将待测样品用碱性物质调节pH至7.5‑8.5后加入去离子水，然后加入溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，接着用(8+92)硝酸溶液或0.2mol/L氨水溶液调整溶液至黄绿色，再加入醋酸丙酮溶液和双硫腙丙酮溶液至溶液变为宝绿色，最后用Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点。本发明的方法在等当点时，指示剂颜色从宝绿色转为棕红色，变色敏锐，可以测得微量和超微量的硫酸根，具有简便，准确，快速的优点。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法。
背景技术
锂电池电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一，是锂离子电池的“血液”，在电池的正负极之间起到传输电流的作用。在目前商品化中的锂离子电池电解液中，液态有机电解液是常用的一种，其主要成分为电解质锂盐、有机溶剂与添加剂，常用的电解质锂盐有六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂等，常用的溶剂有碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等。在溶剂和锂离子电池电解液中，硫酸根离子含量是影响锂离子电池性能的重要因素，硫酸根离子含量对锂离子电池容量、腐蚀性、高温性、循环性能和安全性都有影响。因此，锂离子电池在制备过程中的硫酸根离子含量是十分重要的控制因素。
目前，锂电池生产中通常采用比浊法测试锂电池电解液和有机溶剂体系的硫酸根离子，但采用目视比色法测试锂电池电解液和有机溶剂体系的硫酸根离子时，主要存在以下问题：(1)目视比色法不能确定测试结果的具体数值，数据结果是一个范围，精确度不高；(2)有机溶剂与水系很难溶。因此迫切希望开发一种简便、高效、准确的硫酸根离子的分析方法。
如中国专利公开号CN105987900A公开了一种锂离子电池用电解液中硫酸根离子的测定方法，包括如下步骤：有机溶剂水溶液的配置；硫酸盐水溶液的配置；多个硫酸根离子标准品的配置；样品的配置；计算出电解液中的硫酸根离子的含量范围。该发明根据相似相溶原理，将有机溶剂和水按照一定比例配置成有机溶剂水溶液，使得有机溶剂水溶液的极性与电解液的极性相似，从而使得电解液能够溶于有机溶剂水溶液中，再通过添加呈酸性的氯化钡水溶液，使得钡离子仅与硫酸根离子形成硫酸钡沉淀，方便观察比较，实现对电解液中硫酸根离子含量的测定。不足之处是得到的测量结果是一个范围，精确度不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种简便，高效、准确的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，包括以下步骤：
(1)配置Pb(NO3)2标准溶液并标定：
a.配置硝酸溶液(1+2000)：将硝酸和高纯水配置成硝酸溶液(1+2000)，备用；
b.将硝酸铅溶于上述硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，得到Pb(NO3)2标准溶液，备用；
c.对Pb(NO3)2标准溶液进行标定：量取一定体积配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加入乙酸、六次甲基四胺、水和二甲酚橙，然后用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至溶液呈亮黄色，硝酸铅标准溶液的浓度按下式计算：
CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度，单位(mol/L)；
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)；
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)；
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
(2)配置醋酸丙酮溶液：将冰醋酸和丙酮按一定比例配置成醋酸丙酮溶液，备用；
(3)配置双硫腙丙酮溶液：将双硫腙和丙酮按一定比例配置成双硫腙丙酮溶液，备用；
(4)配置(8+92)硝酸溶液或0.2mol/L氨水溶液：将硝酸和高纯水配置成(8+92) 硝酸溶液，备用；或将氨水和高纯水配置成0.2mol/L氨水溶液，备用；
(5)配置溴酚蓝指示剂：将溴酚蓝与乙醇按一定比例配置成溴酚蓝指示剂，备用；
(6)分析待测样品：称取一定质量的待测样品，用碱性物质调节pH至7.5-8.5后加入去离子水，然后加入步骤(5)得到的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，接着用步骤(4)得到的(8+92)硝酸溶液或0.2mol/L氨水溶液调整溶液至黄绿色，再加入步骤(2) 得到的醋酸丙酮溶液和步骤(3)得到的双硫腙丙酮溶液至溶液变为宝绿色，最后用步骤(1)得到的Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点，根据如下公式即可计算出硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度，单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量，单位(g/mol)；
m------样品量，单位(g)。
作为本发明的优选实施方式，步骤(1)中所述的Pb(NO3)2标准溶液的浓度为0.001-0.01mol/L，所述的二甲酚橙的浓度为2g/L，所述的乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.05mol/L。
作为本发明的优选实施方式，步骤(1)中所述的对Pb(NO3)2标准溶液进行标定时量取配置好的Pb(NO3)2标准溶液的体积为35.00-40.00ml，加入乙酸的体积为3ml，加入六次甲基四胺的质量为5g，加水的体积为70ml，加入二甲酚橙的量为2滴。
作为本发明的优选实施方式，步骤(2)中所述的醋酸丙酮溶液的浓度为5mg/ml。
作为本发明的优选实施方式，步骤(3)中所述的双硫腙丙酮溶液的浓度为0.5mg/ml。
作为本发明的优选实施方式，步骤(4)中所述的氨水的质量百分浓度25％。
作为本发明的优选实施方式，步骤(5)中所述的乙醇的质量百分浓度为95％，所述的溴酚蓝指示剂的浓度为0.4mg/ml。
作为本发明的优选实施方式，步骤(6)中所述的样品为锂离子电池电解液或溶剂。
作为本发明的优选实施方式，步骤(6)中所述的碱性物质为碳酸钠(Na2CO3)。
作为本发明的优选实施方式，步骤(6)中所述的称取待测样品的质量为4-6.5g。
本发明采用容量法分析锂离子电池电解液中硫酸根的含量，将待测样品用碱性物质调节pH后加入去离子水，然后加入溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，接着用硝酸溶液或氨水溶液调整溶液至黄绿色，然后在醋酸酸化的丙酮与水的介质中，以双硫腙作指示剂，用Pb(NO3)2标准溶液完成滴定。本发明的方法在等当点时，指示剂颜色从宝绿色转为棕红色，变色敏锐，可以测得微量和超微量的硫酸根，具有简便，准确，快速的优点。
本发明中所述高纯水是指GB6682-1992《分析实验室用水规格和试验方法>>中的一级水。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用容量法分析锂离子电池制备过程中硫酸根离子的含量，在等当点时，指示剂颜色从宝绿色转为棕红色，变色敏锐；可以测得微量和超微量的硫酸根；与现有技术采用的目视比色法相比，本发明的测定结果为具体数值，显著提高了测试的准确性；本发明具有简便，高效、准确的优点。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明所述方案作进一步的详细说明。
实施例1
含六氟磷酸锂(LiPF6)的电解液中的硫酸根离子的检测，该电解液由54.3wt％(wt％，质量百分含量)的碳酸二甲酯(DMC)、7.7wt％的碳酸二乙酯(DEC)、27wt％的碳酸乙烯酯(EC)、10wt％的LiPF6及1wt％的碳酸亚乙烯酯配制而成，包括以下步骤：
1、仪器和试剂
(1)微量滴定管2ML，分度值0.01ML；
(1)万分之一天平(精确至0.0002g)；
(2)硝酸溶液(8+92)，分析纯；
(3)乙酸(冰醋酸)，分析纯；
(4)硝酸，AR级；氨水(质量百分浓度为25％)，分析纯；
(5)100ml玻璃烧杯，玻璃搅拌棒1根；
(6)硝酸溶液(1+2000)，分析纯；
(7)乙醇(质量百分浓度为95％)，分析纯；
(8)六次甲基四胺，分析纯；
(9)丙酮，分析纯；
(10)乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L；
(11)二甲酚橙(2g/L)；
(12)双硫腙，分析纯；
(13)硝酸铅，分析纯；
2、分析方法
(1)配置0.05mol/L的硝酸铅(Pb(NO3)2)标准溶液
①配置硝酸溶液(1+2000)：量取1mlAR级硝酸加2000ml高纯水混匀，备用；
②称取17g硝酸铅，溶于1000mL硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，即得到0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液，稀释至0.001mol/L备用；
③0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液标定：量取35.00ml配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加3ml乙酸(冰醋酸)，5g六次甲基四胺，70ml水和2滴二甲酚橙(2g/L)，用乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L]滴定至呈亮黄色；
硝酸铅标准溶液的浓度CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)；
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)；
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
(2)配置5mg/ml醋酸丙酮溶液
称取0.5g冰醋酸，加入100ml纯丙酮中，摇匀待用；
(3)配置0.5mg/ml双硫腙丙酮溶液(铅试剂)
称取0.05g双硫腙，溶于100ml丙酮，摇匀待用；
(4)配置(8+92)硝酸：量取8mlAR级硝酸加92ml高纯水混匀待用；
(5)配置0.4mg/ml溴酚蓝指示剂：称取0.04g溴酚蓝，定溶于100ml质量百分浓度95％的乙醇中，混匀待用；
(6)分析样品
称取样品4.0-6.5g(称准于0.0002g)，置于50ml烧柸中，用Na2CO3中和至PH＝8，加1ml去离子水；滴加步聚(5)配置的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色(溴酚蓝指示剂加入量为2滴)，用步聚(4)配置的(8+92)硝酸调整溶液至黄绿色；再加步聚(2) 配置的醋酸丙酮溶液和步聚(3)配置的双硫腙丙酮溶液，溶液变为稳定的宝绿色，醋酸丙酮溶液加入量为10ml，双硫腙丙酮溶液加入量为1m；然后用0.001mol/L Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点。根据如下公式即可计算出锂离子电解液中硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度，单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量，单位(g/mol)；
m------样品量，单位(g)；
实验结果：
实施例2
含二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的电解液(由58wt％的DMC、27wt％的EC、10wt％的LiPF6、1.5wt％的LiODFB及3.5wt％的1.3-丙烷磺内酯配制而成)中硫酸根离子的检测，包括以下步骤：
1、仪器和试剂
(1)微量滴定管2ML，分度值0.01ML；
(2)万分之一天平(精确至0.0002g)
(3)硝酸溶液(8+92)，分析纯；
(4)乙酸(冰醋酸)，分析纯；
(5)硝酸，AR级；氨水(质量百分浓度为25％)，分析纯；
(6)100ml玻璃烧杯，玻璃搅拌棒1根；
(7)硝酸溶液(1+2000)，分析纯；
(8)乙醇(质量百分浓度为95％)，分析纯；
(9)六次甲基四胺，分析纯；
(10)丙酮，分析纯；
(11)乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L；
(12)二甲酚橙(2g/L)；
(13)双硫腙，分析纯；
(14)硝酸铅，分析纯
2、分析方法
(1)配置0.05mol/L的硝酸铅(Pb(NO3)2)标准溶液
①配置硝酸溶液(1+2000)：量取1mlAR级硝酸加2000ml高纯水混匀，备用；
②称取17g硝酸铅，溶于1000mL硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，即得到0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液，稀释至0.001mol/L备用；
③0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液标定：量取37.00ml配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加3ml乙酸(冰醋酸)、5g六次甲基四胺、70ml水和2滴二甲酚橙(2g/L)，用乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L]滴定至呈亮黄色；
硝酸铅标准溶液的浓度CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)；
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)；
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
(2)配置5mg/ml醋酸丙酮溶液
称取0.5g冰醋酸，加入100ml纯丙酮中，摇匀待用；
(3)配置0.5mg/ml双硫腙丙酮溶液(铅试剂)
称取0.05g双硫腙，溶于100ml丙酮，摇匀待用；
(4)配置(8+92)硝酸：量取8mlAR级硝酸加92ml高纯水混匀待用；
(5)配置0.4mg/ml溴酚蓝指示剂：称取0.04g溴酚蓝，定溶于100ml质量百分浓度为95％乙醇中，混匀待用。
(6)分析样品
称取样品4.0-6.5g(称准于0.0002g)，置于50ml烧柸中，用Na2CO3中和至pH为7.5，加1ml去离子水；然后滴加步聚(5)配置的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，溴酚蓝指示剂加入量为2滴；接着用步聚(4)配置的(8+92)硝酸调整溶液至黄绿色；再加步骤(2)配置的醋酸丙酮溶液和步骤(3)配置的双硫腙丙酮溶液，使溶液变为稳定的宝绿色，醋酸丙酮溶液加入量为10ml，双硫腙丙酮溶液加入量为1ml；然后用0.001mol/L Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点。根据如下公式即可计算出锂离子电解液中硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度；单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量单位(g/mol)；
m-----样品量，单位(g)；
实验结果：
实施例3
溶剂碳酸二甲酯中硫酸根离子的检测，包括以下步骤：
1、仪器和试剂
(1)微量滴定管2ML，分度值0.01ML；
(2)万分之一天平(精确至0.0002g)；
(3)硝酸溶液(8+92)，分析纯；
(4)乙酸(冰醋酸)，分析纯；
(5)硝酸，AR级；氨水(质量百分浓度为25％)，分析纯
(6)100ml玻璃烧杯，玻璃搅拌棒1根；
(7)硝酸溶液(1+2000)，分析纯；
(8)乙醇(质量百分浓度为95％)，分析纯；
(9)六次甲基四胺，分析纯；
(10)丙酮，分析纯；
(11)乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L；
(12)二甲酚橙(2g/L)；
(13)双硫腙，分析纯；
(14)硝酸铅，分析纯
2、分析方法
(1)配置0.05mol/L的硝酸铅(Pb(NO3)2)标准溶液
①配置硝酸溶液(1+2000)：量取1mlAR级硝酸加2000ml高纯水混匀，备用；
②称取17g硝酸铅，溶于1000mL硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，即得到0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液，稀释至0.001mol/L备用；
③0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液标定：量取38.00ml配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加3ml乙酸(冰醋酸)、5g六次甲基四胺、70ml水和2滴二甲酚橙(2g/L)，用乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L]滴定至呈亮黄色。
硝酸铅标准溶液的浓度CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)；
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)；
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
(2)配置5mg/ml醋酸丙酮溶液
称取0.5g冰醋酸，加入100ml纯丙酮中，摇匀待用；
(3)配置0.5mg/ml双硫腙丙酮溶液(铅试剂)
称取0.05g双硫腙，溶于100ml丙酮，摇匀待用；
(4)配置(8+92)硝酸：量取8mlAR级硝酸加92ml高纯水混匀待用；
(5)配置0.4mg/ml溴酚蓝指示剂：称取0.04g溴酚蓝，定溶于100ml质量百分浓度为95％乙醇中，混匀待用；
(6)分析样品
称取样品4.0-6.5g(称准于0.0002g)，置于50ml烧柸中，用Na2CO3中和至PH＝8.5，加1ml去离子水；然后滴加步聚(5)配置的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，溴酚蓝指示剂加入量为2滴；接着用步聚(4)配置的(8+92)硝酸调整溶液至黄绿色；再加步骤(2)配置的醋酸丙酮溶液和步骤(3)配置的双硫腙丙酮溶液，使溶液变为稳定的宝绿色，醋酸丙酮溶液加入量为10ml，双硫腙丙酮溶液加入量为1ml；然后用0.001mol/L Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点。根据如下公式即可计算出锂离子电解液中硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度；单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量单位(g/mol)；
m------样品量，单位(g)；
实验结果：
实施例4
溶剂碳酸甲乙酯中硫酸根离子的检测，包括以下步骤：
1、仪器和试剂
(1)微量滴定管2ML，分度值0.01ML；
(2)万分之一天平(精确至0.0002g)；
(3)硝酸溶液(8+92)，分析纯；
(4)乙酸(冰醋酸)，分析纯；
(5)硝酸，AR级；氨水(质量百分浓度为25％)，分析纯
(6)100ml玻璃烧杯，玻璃搅拌棒1根；
(7)硝酸溶液(1+2000)，分析纯；
(8)乙醇(质量百分浓度为95％)，分析纯；
(9)六次甲基四胺，分析纯；
(10)丙酮，分析纯；
(11)乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L；
(12)二甲酚橙(2g/L)；
(13)双硫腙，分析纯；
(14)硝酸铅，分析纯
2、分析方法
(1)配置0.05mol/L的硝酸铅(Pb(NO3)2)标准溶液
①配置硝酸溶液(1+2000)：量取1mlAR级硝酸加2000ml高纯水混匀，备用；
②称取17g硝酸铅，溶于1000mL硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，即得到0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液，稀释至0.001mol/L备用；
③0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液标定：量取40.00ml配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加3ml乙酸(冰醋酸)、5g六次甲基四胺、70ml水和2滴二甲酚橙(2g/L)，用乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L]滴定至呈亮黄色。
硝酸铅标准溶液的浓度CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)，
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)，
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)，
(2)配置5mg/ml醋酸丙酮溶液
称取0.5g冰醋酸，加入100ml纯丙酮中，摇匀待用；
(3)配置0.5mg/ml双硫腙丙酮溶液(铅试剂)
称取0.05g双硫腙，溶于100ml丙酮，摇匀待用；
(4)配置(8+92)硝酸：量取8mlAR级硝酸加92ml高纯水混匀备用；
(5)配置0.4mg/ml溴酚蓝指示剂：称取0.04g溴酚蓝，定溶于100ml质量百分浓度为95％乙醇中，混匀备用；
(6)分析样品
称取样品4.0-6.5g(称准于0.0002g)置于50ml烧柸中，用Na2CO3中和至pH为8，加1ml去离子水；然后滴加步聚(5)配置的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，溴酚蓝指示剂加入量为2滴；接着用步聚(4)配置的(8+92)硝酸调整溶液至黄绿色；再加步骤(2)配置的醋酸丙酮溶液和步骤(3)配置的双硫腙丙酮溶液，使溶液变为稳定的宝绿色，醋酸丙酮溶液加入量为10ml，双硫腙丙酮溶液加入量为1ml；然后用0.001mol/L Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点。根据如下公式即可计算出锂离子电解液中硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度；单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量单位(g/mol)；
m------样品量，单位(g)；
实验结果：
实施例5
5ppm硫酸根标液中硫酸根离子的检测：
1、仪器和试剂
(1)微量滴定管2ML，分度值0.01ML；
(2)万分之一天平(精确至0.0002g)；
(3)硝酸溶液(8+92)，分析纯；
(4)乙酸(冰醋酸)，分析纯；
(5)硝酸，AR级；氨水(质量百分浓度为25％)，分析纯
(6)100ml玻璃烧杯，玻璃搅拌棒1根；
(7)硝酸溶液(1+2000)，分析纯；
(8)乙醇(质量百分浓度为95％)，分析纯；
(9)六次甲基四胺，分析纯；
(10)丙酮，分析纯；
(11)乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L；
(12)二甲酚橙(2g/L)；
(13)双硫腙，分析纯；
(14)硝酸铅，分析纯
2、分析方法
(1)配置0.05mol/L的硝酸铅(Pb(NO3)2)标准溶液
①配置硝酸溶液(1+2000)：量取1mlAR级硝酸加2000ml高纯水混匀，备用；
②称取17g硝酸铅，溶于1000mL硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，即得到0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液，稀释至0.001mol/L备用；
③0.05mol/L的Pb(NO3)2标准溶液标定：量取35.00ml配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加3ml乙酸(冰醋酸)、5g六次甲基四胺、70ml水和2滴二甲酚橙(2g/L)，用乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)＝0.05mol/L]滴定至呈亮黄色。
硝酸铅标准溶液的浓度CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)；
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)；
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
(2)配置5mg/ml醋酸丙酮溶液
称取0.5g冰醋酸，加入100ml纯丙酮中，摇匀待用；
(3)配置0.5mg/ml双硫腙丙酮溶液(铅试剂)
称取0.05g双硫腙，溶于100ml丙酮，摇匀待用；
(4)配置0.2mol/L氨水配置：称取13.624g质量百分浓度为25％的氨水，定溶于1000ml 高纯水中，混匀待用；
(5)配置0.4mg/ml溴酚蓝指示剂：称取0.04g溴酚蓝，定溶于100ml质量百分浓度95％乙醇中，混匀待用；
(6)分析样品
称取样品4.0-6.5g(称准于0.0002g)，置于50ml烧柸中，用Na2CO3中和至pH为8，加1ml去离子水；然后滴加步聚(5)配置的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，溴酚蓝指示剂加入量为2滴；接着用步聚(4)配置的0.2mol/L氨水调整溶液至黄绿色；再加步骤(2)配置的醋酸丙酮溶液和步骤(3)配置的双硫腙丙酮溶液，使溶液变为稳定的宝绿色，醋酸丙酮溶液加入量为10ml，双硫腙丙酮溶液加入量为1ml；然后用0.001mol/L Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点，回收率99.2％。根据如下公式即可计算出锂离子电解液中硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度；单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量单位(g/mol)；
m------样品量，单位(g)；
分析结果
Claims (10)
1.一种锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配置Pb(NO3)2标准溶液并标定：
a.配置硝酸溶液(1+2000)：将硝酸和高纯水配置成硝酸溶液(1+2000)，备用；
b.将硝酸铅溶于上述硝酸溶液(1+2000)中，摇匀，得到Pb(NO3)2标准溶液，备用；
c.对Pb(NO3)2标准溶液进行标定：量取一定体积配置好的Pb(NO3)2标准溶液，加入乙酸、六次甲基四胺、水和二甲酚橙，然后用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至溶液呈亮黄色，硝酸铅标准溶液的浓度按下式计算：
CPb(NO3)2＝V1*C1/V
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度，单位(mol/L)；
V1------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值，单位(ml)；
C1-------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度数值，单位(mol/L)；
V-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
(2)配置醋酸丙酮溶液：将冰醋酸和丙酮按一定比例配置成醋酸丙酮溶液，备用；
(3)配置双硫腙丙酮溶液：将双硫腙和丙酮按一定比例配置成双硫腙丙酮溶液，备用；
(4)配置(8+92)硝酸溶液或0.2mol/L氨水溶液：将硝酸和高纯水配置成(8+92)硝酸溶液，备用；或将氨水和高纯水配置成0.2mol/L氨水溶液，备用；
(5)配置溴酚蓝指示剂：将溴酚蓝与乙醇按一定比例配置成溴酚蓝指示剂，备用；
(6)分析待测样品：称取一定质量的待测样品，用碱性物质调节pH至7.5-8.5后加入去离子水，然后加入步骤(5)得到的溴酚蓝指示剂至溶液变成蓝色，接着用步骤(4)得到的(8+92)硝酸溶液或0.2mol/L氨水溶液调整溶液至黄绿色，再加入步骤(2)得到的醋酸丙酮溶液和步骤(3)得到的双硫腙丙酮溶液至溶液变为宝绿色，最后用步骤(1)得到的Pb(NO3)2标准溶液滴定至溶液由宝绿色变为棕红色，即为终点，根据如下公式即可计算出硫酸根的浓度：
硫酸根(ppm)＝CPb(NO3)2*VPb(NO3)2*96*1000/m
式中：
CPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的浓度，单位(mol/L)；
VPb(NO3)2-----硝酸铅标准溶液的体积数值，单位(ml)；
96------硫酸根摩尔质量，单位(g/mol)；
m------样品量，单位(g)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(1)中所述的Pb(NO3)2标准溶液的浓度为0.001-0.01mol/L，所述的二甲酚橙的浓度为2g/L，所述的乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.05mol/L。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(1)中所述的对Pb(NO3)2标准溶液进行标定时量取配置好的Pb(NO3)2标准溶液的体积为35.00-40.00ml，加入乙酸的体积为3ml，加入六次甲基四胺的质量为5g，加水的体积为70ml，加入二甲酚橙的量为2滴。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(2)中所述的醋酸丙酮溶液的浓度为5mg/ml。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(3)中所述的双硫腙丙酮溶液的浓度为0.5mg/ml。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(4)中所述的氨水的质量百分浓度25％。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(5)中所述的乙醇的质量百分浓度为95％，所述的溴酚蓝指示剂的浓度为0.4mg/ml。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(6)中所述的样品为锂离子电池电解液或溶剂。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(6)中所述的碱性物质为Na2CO3。
10.根据权利要求1所述的锂离子电池制备过程中硫酸根离子的分析方法，其特征在于，步骤(6)中所述的称取待测样品的质量为4-6.5g。
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