CN112461991A - 快速检测电池材料金属合量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速检测电池材料金属合量的方法和装置。所述方法包括如下步骤：配制成待检测样品溶液；采用EDTA标准溶液进行电位滴定处理或采用Cu标准溶液进行电位滴定处理并计算出待检测样品的金属合量。所述装置包括进样盘、滴定系统和控制系统，所述控制系统控制所述滴定系统从所述进样盘内自动进样并实现自动电位滴定检测。所述方法能够一次性完成对所述待检测电极材料的金属合量检测，所述装置实现了对待检测电池材料金属合量的全流程自动化检测，使得对样品金属合量检测的效率高，精度高，稳定性和重现性好。

Description

快速检测电池材料金属合量的方法和装置

技术领域

本发明属于工业分析技术领域，具体涉及一种快速检测电池材料金属合量的方法和装置。

背景技术

电池前驱体加入锂盐经过煅烧得到电池正极材料，电池正极材料是电池的重要组成部分，在电池比重的40％，而钴镍锰合量的检测不仅影响生产过程的工艺，而且关系到电池的容量、充放电性能、成本和使用寿命，但是目前检测合量的方法灵敏度低，重现性差，操作流程复杂。目前的检测方法主要有2种：一种为用化学方法单独检测各金属元素(Ni：沉淀法；Co：电位滴定法；Mn：分离+电位滴定等)，然后加和所有金属得到合量；另外一种方法是，用EDTA络合滴定通过颜色变化，判定反应终点，从而得到金属总量。两种方法在操作过程中有存在问题：方法一，每个元素的化学方法不仅检测时间长，而且存在检测偏差，不易掌握，加和会导致结果的偏差增大，重现性差；方法二，EDTA络合滴定的终点颜色，不同人员判定存在差异性，结果人为因素影响较大，不同人员及不同实验室间检测再现性差。因此，现有对电池正极材料金属合量检测方法和对应的检索装置存在效率低，误差大，稳定性和重现性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种快速检测电极材料金属合量的方法和装置，以克服现有检测对电极材料金属合量检测方法和相应检索装置存在效率低，误差大，稳定性和重现性差的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种快速检测电极材料金属合量的方法。所述快速检测电极材料金属合量的方法包括如下步骤：

对待检测电池材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；

从所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液，后向所述滴定溶液加入微过量已知浓度的络合剂溶液、适量的缓冲溶液和稳定剂，再加入Cu标准溶液，然后滴加EDTA标准溶液进行电位滴定处理，以混合溶液中电位突越时记为反应终点，最后计算出所述待检测电池材料的金属合量；

或

从所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液，并向所述滴定溶液加入过量已知浓度的络合剂溶液、适量的缓冲溶液和稳定剂，再滴加Cu标准溶液进行电位滴定处理，以混合溶液中电位突越时记为反应终点，最后计算出所述待检测电池材料的金属合量。

另一方面，本发明还提供了一种用于快速检测电极材料金属合量的装置。所述用于快速检测电极材料金属合量的装置包括：

进样盘，所述进样盘上设有若干的用于盛装待检测样品溶液的样品溶液容器，若干所述样品溶液容器彼此间隔设置；

滴定系统，所述滴定系统包括滴定容器，在所述滴定容器内设置有工作电极和参比电极；还包括缓冲液添加单元、络合溶液添加单元、Cu标准溶液添加单元、稳定剂添加单元和取液单元，所述取液单元用于从所述样品溶液容器取液至所述滴定容器内，所述缓冲液添加单元用于向所述滴定容器中加入缓冲液，所述络合溶液添加单元用于向所述滴定容器中滴加络合标准溶液，所述Cu标准溶液添加单元用于向所述滴定容器中加入Cu标准溶液；所述稳定剂添加单元用于向所述滴定容器中加入稳定剂；

控制系统，所述控制系统用于控制所述取液单元根据指令从所述样品溶液容器中取液至所述滴定容器内，用于控制所述缓冲液添加单元根据指令向所述滴定容器内加入缓冲溶液，用于控制所述络合溶液添加单元根据指令向所述滴定容器内滴加络合标准溶液，用于控制所述Cu标准溶液添加单元根据指令向所述滴定容器内加入Cu标准溶液，用于控制所述稳定剂添加单元向所述滴定容器中加入稳定剂。

与现有技术相比，本发明快速检测电池材料金属合量的方法先采用络合剂溶液与待测电池材料样品溶液中的金属进行充分络合处理，再加入Cu标准溶液，然后滴加EDTA标准溶液进行一次络合电位滴定处理；或者直接采用Cu标准溶液直接滴定过量的络合剂进行一次络合电位滴定处理。因此，所述快速检测电极材料金属合量的方法能够一次性完成对所述待检测电极材料的金属合量检测，其检测效率高，精度高，稳定性和重现性好。

本发明用于快速检测电极材料金属合量的装置通过控制系统的设定的检测程序控制滴定系统实现自动取样、添加溶液和电位滴定处理，从而实现了对待检测电池材料金属合量的全流程自动化检测，提高了取样体积的准确性，提高检测效率，稳定性和重现性好，为实验室间对比数据提供可行、可靠的方案。

附图说明

图1为本发明实施例快速检测电极材料金属合量的方法一种工艺流程示意图；

图2为本发明实施例快速检测电极材料金属合量的方法另一种工艺流程示意图；

图3为本发明实施例快速检测电极材料金属合量的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明实施例所属技术领域普通技术人员通常理解相同的含义。如果此部分中陈述的定义与通过引用纳入本文的所述专利、专利申请、公布的专利申请和其他出版物中陈述的定义相反或其他方面不一致，此部分中列出的定义优先于通过引用纳入本文中的定义。

其中，下文所述的金属合量是检测技术领域行业常规术语，是指待检测电池材料所含金属总量含量。

一方面，本发明实施例提供一种快速检测电池材料金属合量的方法。所述快速检测电池材料金属合量的方法包括如下文所述的两种快速检测电池材料金属合量的方法：

第一种快速检测电池材料金属合量的方法工艺流程如图1所示，其包括如下步骤：

步骤S01：对待检测电池材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；

步骤S02：从步骤S01中配制的所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液，后向所述滴定溶液加入微过量已知浓度的络合剂溶液、适量的缓冲溶液和稳定剂，再加入Cu标准溶液，然后滴加EDTA标准溶液进行电位滴定处理，以混合溶液中电位突越时记为反应终点，最后计算出所述待检测电池材料的金属合量。

其中，在步骤S01中的待检测电极材料可以是常规的电池材料，具体的如可以是电池正极材料、正极材料的前驱体等中的任一种。

在一实施例中，用于溶解步骤S01中所述待检测电极材料的所述酸溶液包括HNO₃与HCl的混合溶液或HNO₃、HCl与HClO₄的混合溶液。在具体实施例中，当所述酸溶液包括HNO₃与HCl的混合溶液时，所述HNO₃与HCl的浓度比例为1：3。当所述强酸溶液包括HNO₃、HCl与HClO₄的混合溶液时，所述HNO₃、HCl与HClO₄的浓度比例为1：3：(0.5-1)。

所述步骤S02中，所述滴定溶液的体积可以根据实际需要从所述待检测样品溶液量取。向所述滴定溶液中先滴加微过量的所述络合剂溶液是使得所述络合剂溶液中的络合剂先与所述滴定溶液中所含的金属离子充分进行络合处理。由于所述络合剂溶液添加量是相对所述滴定溶液中所含金属离子微过量，待络合处理后，此时所述滴定溶液中理论上是不存在所述游离的金属离子。其中，所述络合剂溶液为EDTA溶液，具体可以是所述EDTA标准溶液。因此，在具体实施例中，所述络合剂溶液也即是EDTA标准溶液的浓度可以但不仅仅为0.03mol/L(具体需要进行标定，一般保留5位小数)，所述Cu标准溶液的浓度可以但不仅仅为0.03mol/L，不管是什么浓度，但作为滴定用的标准溶液，所述EDTA标准溶液和所述Cu标准溶液的浓度必须准确，且精度高，如通过标定处理，如保留5位小数。

向所述滴定溶液中加入缓冲溶液为了使得所述电位滴定处理过程中溶液体系的碱性环境和稳定的pH值。一实施例中，所述缓冲溶液可以为氨-氯化铵缓冲溶液。该缓冲溶液能够有效提高所述溶液体系在所述电位滴定处理过程中的稳定性，从而提高所述待检测电池材料金属合量的检测重现性和稳定性。在具体实施例中，所述缓冲溶液的pH＝10，如氨-氯化铵缓冲溶液的pH＝10。

向所述滴定溶液中加入所述稳定剂是为了保证所述滴定溶液中所含的金属离子的稳定性，从而保证最终对所述待检测电池材料金属合量检测的准确性。因此，优选的，所述稳定剂优先于所述缓冲溶液和所述络合剂溶液加入所述滴定溶液中，可以是在从所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液后或取适量体积的所述待检测样品溶液时及时添加。在具体实施例中，所述稳定剂为盐酸羟胺。为了加速所述稳定剂及时分散，优选地是将所述稳定剂溶解配制成稳定剂溶液向所述滴定溶液中。

向所述滴定溶液中加入所述Cu标准溶液是为了在被络合剂溶液络合反应后的所述滴定溶液中人为的添加游离铜离子，以便于采用EDTA标准溶液进行滴定处理。因此，所述Cu标准溶液的添加量和其浓度必须要精准。一实施例中，所述Cu标准溶液的浓度可以但不仅仅为0.03mol/L。不管是什么浓度，但作为标准溶液，所述Cu标准溶液的浓度必须准确，且精度高，如通过标定处理，如保留5位小数，如将所述Cu标准溶液的浓度精确到小数点后的5位数，以保证最终金属合量检测的准确性。

在上述各实施例的基础上，具体实施例中，所述络合剂溶液和所述缓冲溶液是按照所述滴定溶液、所述络合剂溶液和所述缓冲溶液的体积比例为(5-20)：(6-21)：20的比例加入至所述滴定溶液中。所述Cu标准溶液是按照所述滴定溶液与所述Cu标准溶液按的体积比例为(5-20)：(1-2)加入至所述滴定溶液中。

向含有Cu标准溶液的所述滴定溶液中滴加所述EDTA标准溶液后，EDTA与Cu离子发生络合，随着EDTA的逐渐滴加，所述Cu离子浓度逐渐减少，当混合溶液中没有自由移动的Cu离子时，电位发生突越，即为Cu离子络合反应结束。因此，该步骤S02中的所述电位滴定处理的过程中是采用滴加EDTA标准溶液进行滴定处理，且是通过电位突越判定反应终点并结束流程，具体是通过监控混合溶液中的Cu离子的络合反应完成记为反应终点，也即是工作电极如Cu电极对混合溶液中Cu离子的相应信号，自由移动的Cu标准溶液中的Cu离子浓度随着EDTA的加入而逐渐减少，当混合溶液中没有自由移动的Cu离子时，电位发生突越，即为反应结束。

在具体实施例中，所述EDTA标准溶液的浓度可以但不仅仅为0.03mol/L(具体需要进行标定，一般保留5位小数)，不管是什么浓度，但作为滴定用的标准溶液，所述EDTA标准溶液的浓度必须准确，且精度高，如通过标定处理，如保留5位小数，如将所述EDTA标准溶液的浓度精确到小数点后的5位数，以保证最终金属合量检测的准确性。在另一具体实施例中，所述电位滴定处理的工作电极为Cu电极，参比电极为甘汞电极。采用Cu工作电极和甘汞电极能够快速并准确的反应混合溶液中Cu离子的浓度，并有效提高电位滴定的灵敏性，从而提高对待检测电池材料的金属合量检测的准确性。

在具体实施例中，所述步骤S02中的所述电位滴定处理是通过全自动络合滴定仪进行完成，采用所述全自动络合滴定仪进行所述电位滴定处理包括如下步骤：

将所述待检测样品溶液盛装于所述全自动络合滴定仪的自动进样盘中，再通过所述全自动络合滴定仪的自动取液部件从所述自动进样盘中取液至滴定容器中，接着通过所述全自动络合滴定仪的自动滴定系统向所述滴定容器中加入微过量已知浓度的所述络合剂溶液、适量的缓冲溶液和所述稳定剂，再加入所述Cu标准溶液，然后滴加所述EDTA标准溶液进行所述电位滴定处理。通过该全自动络合滴定仪完成所述电位滴定处理，能够使得全流程采用自动化控制，如可实现自动取样、滴定和电位突越判定反应终点，不仅解决人工时间，而且提升取样体积的准确性，由于检测全流程自动化程度高，提高检测效率，稳定性和重现性好。

待步骤S02中的电位滴定处理完成后，计算所述待检测电池材料的金属合量的公式如下：

其中，所述W为金属合量，单位为mol/kg；V₁’为加入微过量所述滴定溶液中的所述络合剂溶液的体积，单位为mL；V₂’电位突越时加入所述络合剂溶液的体积，单位为mL；V₃’为加入至所述滴定溶液中的所述Cu标准溶液的体积，单位为mL；V₄’为所述待检测样品溶液的定容体积，单位为mL；V₅’为所述滴定溶液的体积，单位为mL，a为所述EDTA标准溶液对所述Cu标准溶液的滴定度；ω为所述络合剂溶液的浓度，单位为mol/L；m为所述待检测电极材料的称样量，单位为g。

第二种快速检测电池材料金属合量的方法工艺流程如图2所示，其包括如下步骤：

步骤S01：对待检测电池材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；

步骤S02’：从步骤S01中配制的所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液，并向所述滴定溶液加入过量已知浓度的络合剂溶液、适量的缓冲溶液和稳定剂，再滴加Cu标准溶液进行电位滴定处理，以混合溶液中电位突越时记为反应终点，最后计算出所述待检测电池材料的金属合量。

其中，第二种方法步骤S01与上文第一种方法步骤S01完全相同，为了节约篇幅，在此不再对所述第二种方法的步骤S01进行赘述。

所述步骤S02’中，所述滴定溶液的体积可以根据实际需要从所述待检测样品溶液量取。向所述滴定溶液中先滴加过量的所述络合剂溶液、所述缓冲溶液和所述稳定剂的作用与上文第一种方法步骤S02中所述络合剂溶液、所述缓冲溶液和所述稳定剂的作用完全相同，也即是过量的所述络合剂溶液是为了先充分络合所述滴定溶液所含的金属离子，向所述滴定溶液中加入缓冲溶液为了使得所述电位滴定处理过程中溶液体系的碱性环境和稳定的pH值，向所述滴定溶液中加入所述稳定剂是为了保证所述滴定溶液中所含的金属离子的稳定性。那么，向所述滴定溶液中先滴加过量的所述络合剂溶液、所述缓冲溶液和所述稳定剂各溶液的浓度、添加量可以均与上文步骤S02中所述络合剂溶液、所述缓冲溶液和所述稳定剂的浓度、添加量可以完全相同，为了节约篇幅，在此不再对所述第二种方法的步骤S02所述的所述络合剂溶液、所述缓冲溶液和所述稳定剂的浓度、添加量进行赘述。

待添加完所述络合剂溶液、所述缓冲溶液和所述稳定剂，并待所述络合剂溶液与所述滴定溶液中金属离子完全络合反应之后，由于所述络合剂溶液的添加量是过量的，因此，此时，混合溶液中还含有过量的络合剂。此时，直接采用所述Cu标准溶液向所述混合溶液滴加，这样所述Cu标准溶液中的Cu离子会与所述混合溶液中还含有过量的络合剂在此发生络合反应。随着所述Cu标准溶液的逐渐滴加，所述混合溶液中的剩余的络合剂含量逐渐降低，当所述络合剂与Cu标准溶液完全反应完毕时，也即是Cu标准溶液滴定的终点。当继续滴加所述Cu标准溶液时，所述混合溶液中的电位发生突越，此时停止继续向所述混合溶液中继续滴加所述Cu标准溶液。

待步骤S02’中的电位滴定处理完成后，计算所述待检测电池材料的金属合量的公式如下：

计算所述待检测电极材料的金属合量的公式如下：

其中，所述W为金属合量，单位为mol/kg；V1为加入至所述滴定溶液中的所述络合剂溶液的体积，单位为mL；V2为滴加至所述滴定溶液中的所述Cu标准溶液的体积，单位为mL；V3为所述待检测样品溶液的定容体积，单位为mL；V4为所述滴定溶液的体积，单位为mL，a为所述EDTA标准溶液对所述Cu标准溶液的滴定度；ω为所述络合剂溶液的浓度，单位为mol/L；m为所述待检测电极材料的称样量，单位为g。

因此，上文所述快速检测电极材料金属合量的方法不管是第一种方法还是第二种方法，采用滴定所述EDTA标准溶液或者所述Cu标准溶液进行电位滴定处理，使得所述快速检测电极材料金属合量的方法能够一次性完成对所述待检测电极材料的金属合量检测，其检测效率高，精度高，稳定性和重现性好。

另一方面，基于上文所述快速检测电极材料金属合量的方法，本发明实施例还提供了一种与上文所述快速检测电极材料金属合量的方法对应的用于快速检测电极材料金属合量的装置(下文统一简称装置)。所述装置结构如图3所示，其包括进样盘1、滴定系统2和控制系统3。

其中，所述进样盘1上设有若干的样品溶液容器11，若干所述样品溶液容器11彼此间隔设置，且所述样品溶液容器11用于盛装待检测样品溶液。在具体实施例中，所述样品溶液容器11的数量为16个。

所述滴定系统2包括滴定容器21，缓冲液添加单元22、络合溶液添加单元23、Cu标准溶液添加单元24和取液单元25以及稳定剂添加单元26，其中，所述取液单元25用于从所述样品溶液容器11取液至所述滴定容器21内，所述缓冲液添加单元22用于向所述滴定容器21中加入缓冲液，所述Cu标准溶液添加单元24用于向所述滴定容器21中加入(优选为滴加)Cu标准溶液，所述稳定剂添加单元26用于向所述滴定容器中加入稳定剂；所述络合溶液添加单元23用于向所述滴定容器21中加入(优选为滴加)络合剂溶液具体的如EDTA标准溶液，在所述滴定容器21内设置有工作电极26和参比电极27，所述工作电极26和参比电极27用于监控所述滴定容器21内溶液电位突越以判定所述溶液反应终点并终止所述络合溶液添加单元23向所述滴定容器21中滴加EDTA标准溶液。

所述控制系统3用于控制所述取液单元25根据指令从所述样品溶液容器11中取液至所述滴定容器21内，用于控制所述缓冲液添加单元22根据指令向所述滴定容器21内加入缓冲溶液，用于控制所述Cu标准溶液添加单元24根据指令向所述滴定容器21内加入Cu标准溶液，用于控制所述稳定剂添加单元26向所述滴定容器21中加入稳定剂，用于控制所述络合溶液添加单元23根据指令向所述滴定容器21内滴加络合溶液如EDTA标准溶液，当所述控制系统3检测到所述工作电极26和参比电极27反馈的所述滴定容器21内溶液电位突越时，控制所述络合溶液添加单元23终止向所述滴定容器21中滴加EDTA标准溶液或者控制所述Cu标准溶液添加单元24终止向所述滴定容器21中滴加Cu标准溶液。其中，控制系统3可以是现有电位滴定仪的控制系统，通过对所述控制系统3的参数设置和调整，实现控制系统3对进样盘1进行控制和滴定系统2进行控制，从而实现两者协同工作，实现所述装置的自动取样、添加溶液和电位滴定处理，从而实现了对待检测电极材料金属合量的全流程自动化检测。

因此，所述装置能够实现了对待检测电池材料金属合量的全流程自动化检测，提高了取样体积的准确性，提高检测效率，稳定性和重现性好，为实验室间对比数据提供可行、可靠的方案。

现以具体快速检测电池材料金属合量的方法和装置为例，对本发明进行进一步详细说明。除非特别说明，下述实施例中使用的试剂为常规市购或商业途径获得的试剂。

实施例1

本实施例提供了一种快速检测电极材料金属合量的方法。所述方法包括如下步骤：

S11：对待检测电池材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；其中，所述酸溶液为浓度比例为1：3的HNO₃与HCl的混合溶液，且所述待检测样品溶液的质量浓度为2g/L；

S12：从所述待检测样品溶液量取10mL的溶液作为滴定溶液，并向所述滴定溶液加入适量的盐酸羟胺溶液、20mL pH＝10氨-氯化铵缓冲溶液和微过量的浓度0.0300mol/L的EDTA标准溶液进行络合反应处理，待该络合反应结束后，再加入2mL浓度为0.0300mol/L的Cu标准溶液，然后采用浓度0.0300mol/L的EDTA标准溶液进行电位滴定处理，电位滴定处理所用的工作电极为Cu电极，参比电极为和甘汞电极，Cu工作电极和甘汞参比电极监控滴定溶液的电位突越以判定滴定溶液的滴定反应终点并终止向所述滴定溶液中滴加Cu标准溶液；最后按照上文公式计算出所述待检测正极材料的金属合量：

经过计算，所述待检测正极材料的金属合量约为10.90mol/kg。

实施例2

本实施例提供了一种快速检测电池材料金属合量的方法。所述方法采用图3所述的用于快速检测电池材料金属合量的装置进行检查，包括如下步骤：

S11：对待检测正极材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；其中，所述强酸溶液为浓度比例为1：3：(0.5-1)的HNO₃、HCl和HClO₄的混合溶液，且所述待检测样品溶液的质量浓度为3g/L；然后用100mL塑料烧杯分取50-100mL，放入自动进样盘1的品溶液容器11内；

S12：对所述装置所含的控制系统3的参数进行设定后，并启动控制系统3，取液单元25接到所述启动控制系统3的指令从样品溶液容器11取液至滴定容器21内，稳定剂添加单元26接到所述启动控制系统3的指令向滴定容器21中加入适量的盐酸羟胺溶液；缓冲液添加单元22接到所述启动控制系统3的指令向滴定容器21中加入20mL pH＝10氨-氯化铵缓冲溶液，所述络合溶液添加单元23接到所述启动控制系统3的指令向所述滴定容器21中滴加浓度0.03mol/L的EDTA标准溶液，进行络合反应处理；待所述络合反应处理结束后，启动所述Cu标准溶液添加单元24工作，所述Cu标准溶液添加单元24接到所述启动控制系统3的指令向滴定容器21中滴加2mL浓度为0.0300mol/L的Cu标准溶液；所述Cu标准溶液滴加完成后，再次启动络合溶液添加单元23工作，也即是络合溶液添加单元23再次接到所述启动控制系统3的指令向所述滴定容器21中滴加浓度0.03mol/L的EDTA标准溶液，在所述滴定容器21内设置有Cu工作电极25和甘汞参比电极26，Cu工作电极25和甘汞参比电极26监控所述滴定容器21内溶液电位突越以判定滴定容器21内的滴定反应终点，此时，所述络合溶液添加单元23接到所述启动控制系统3的指令停止向所述滴定容器21中滴加EDTA标准溶液；最后按照上文公式计算出所述待检测正极材料的金属合量：

经过计算，所述待检测正极材料的金属合量为10.8mol/kg。

实施例3

本实施例提供了一种快速检测电池材料金属合量的方法。所述方法采用图3所述的用于快速检测电池材料金属合量的装置进行检查，包括如下步骤：

S11：对待检测正极材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；其中，所述强酸溶液为浓度比例为1：3：(0.5-1)的HNO₃、HCl和HClO₄的混合溶液，且所述待检测样品溶液的质量浓度为3g/L；然后用100mL塑料烧杯分取50-100mL，放入自动进样盘1的品溶液容器11内；

S12：对所述装置所含的控制系统3的参数进行设定后，并启动控制系统3，取液单元25接到所述启动控制系统3的指令从样品溶液容器11取液至滴定容器21内，稳定剂添加单元26接到所述启动控制系统3的指令向滴定容器21中加入适量的盐酸羟胺溶液；缓冲液添加单元22接到所述启动控制系统3的指令向滴定容器21中加入20mL pH＝10氨-氯化铵缓冲溶液，所述络合溶液添加单元23接到所述启动控制系统3的指令向所述滴定容器21中滴加过量约1-2mL浓度0.03mol/L的EDTA标准溶液，进行络合反应处理；待所述络合反应处理结束后，Cu标准溶液添加单元24接到所述启动控制系统3的指令向滴定容器21中滴加浓度为0.0300mol/L的Cu标准溶液与过量的EDTA标准溶液进行络合反应，直至电位突越以判定滴定容器21内的滴定反应终点，在所述滴定容器21内设置有Cu工作电极25和甘汞参比电极26，Cu工作电极25和甘汞参比电极26，此时，所述滴定溶液添加单元24接到所述启动控制系统3的指令停止向所述滴定容器21中滴加Cu标准溶液；最后按照上文公式计算出所述待检测正极材料的金属合量：

经过计算，所述待检测正极材料的金属合量为10.8mol/kg。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速检测电池材料金属合量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

对待检测电池材料进行称量，并于酸溶液中进行溶解，并定容处理，配制成待检测样品溶液；

从所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液，并向所述滴定溶液加入微过量已知浓度的络合剂溶液、适量的缓冲溶液和稳定剂，再加入Cu标准溶液，然后滴加EDTA标准溶液进行电位滴定处理，以混合溶液中电位突越时记为反应终点，最后计算出所述待检测电池材料的金属合量；

或

从所述待检测样品溶液量取适量体积的溶液作为滴定溶液，并向所述滴定溶液加入过量已知浓度的络合剂溶液、适量的缓冲溶液和稳定剂，再滴加Cu标准溶液进行电位滴定处理，以混合溶液中电位突越时记为反应终点，最后计算出所述待检测电池材料的金属合量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电位滴定处理的工作电极为Cu电极，参比电极为甘汞电极。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，滴加所述EDTA标准溶液进行电位滴定处理后，计算所述待检测电极材料的金属合量的公式如下：

其中，所述W为金属合量，单位为mol/kg；V₁’为加入微过量所述滴定溶液中的所述络合剂溶液的体积，单位为mL；V2’电位突越时加入所述络合剂溶液的体积，单位为mL；V₃’为加入至所述滴定溶液中的所述Cu标准溶液的体积，单位为mL；V₄’为所述待检测样品溶液的定容体积，单位为mL；V₅’为所述滴定溶液的体积，单位为mL，a为所述EDTA标准溶液对所述Cu标准溶液的滴定度；ω为所述络合剂溶液的浓度，单位为mol/L；m为所述待检测电极材料的称样量，单位为g。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，滴加所述Cu标准溶液进行电位滴定处理后，计算所述待检测电极材料的金属合量的公式如下：

其中，所述W为金属合量，单位为mol/kg；V1为加入至所述滴定溶液中的所述络合剂溶液的体积，单位为mL；V2为滴加至所述滴定溶液中的所述Cu标准溶液的体积，单位为mL；V3为所述待检测样品溶液的定容体积，单位为mL；V4为所述滴定溶液的体积，单位为mL，a为所述EDTA标准溶液对所述Cu标准溶液的滴定度；ω为所述络合剂溶液的浓度，单位为mol/L；m为所述待检测电极材料的称样量，单位为g。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：所述络合剂溶液为EDTA；所述缓冲溶液为氨-氯化铵缓冲溶液；所述稳定剂为盐酸羟胺。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述络合剂溶液和所述EDTA标准溶液的浓度为0.03000mol/L；

所述Cu标准溶液的浓度为0.0300mol/L；

所述缓冲溶液的pH＝10。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述络合剂溶液和所述缓冲溶液是按照所述滴定溶液、所述络合剂溶液和所述缓冲溶液的体积比例为(5-20)：(6-21)：20的比例加入至所述滴定溶液中；

在滴加所述EDTA标准溶液进行电位滴定处理的步骤中，所述Cu标准溶液是按照所述滴定溶液与所述Cu标准溶液按的体积比例为(5-20)：(1-2)加入至所述滴定溶液中。

8.根据权利要求1-4、6-7任一项所述的方法，其特征在于：所述电位滴定处理是通过全自动络合滴定仪进行完成，采用所述全自动络合滴定仪进行所述电位滴定处理包括如下步骤：

将所述待检测样品溶液盛装于所述全自动络合滴定仪的自动进样盘中，再通过所述全自动络合滴定仪的自动取液部件从所述自动进样盘中取液至滴定容器中，接着通过所述全自动络合滴定仪的自动滴定系统向所述滴定容器中加入微过量已知浓度的所述络合剂溶液、适量的所述缓冲溶液和所述稳定剂，再加入所述Cu标准溶液，然后滴加所述EDTA标准溶液进行所述电位滴定处理；

或

将所述待检测样品溶液盛装于所述全自动络合滴定仪的自动进样盘中，再通过所述全自动络合滴定仪的自动取液部件从所述自动进样盘中取液至滴定容器中，再通过所述全自动络合滴定仪的自动滴定系统向所述滴定容器中加入过量已知浓度的所述络合剂溶液、适量的所述缓冲溶液和所述稳定剂，然后滴加所述Cu标准溶液进行所述电位滴定处理。

9.根据权利要求1-4、6-7任一项所述的方法，其特征在于：所述酸溶液包括HNO₃与HCl的混合溶液或HNO₃、HCl与HClO₄的混合溶液；所述待检测电池材料包括正极材料、正极材料的前驱体和正极中的任一种。

10.一种用于快速检测电极材料金属合量的装置，其特征在于，包括：

进样盘，所述进样盘上设有若干的用于盛装待检测样品溶液的样品溶液容器，若干所述样品溶液容器彼此间隔设置；

滴定系统，所述滴定系统包括滴定容器，在所述滴定容器内设置有工作电极和参比电极；还包括缓冲液添加单元、络合溶液添加单元、Cu标准溶液添加单元、稳定剂添加单元和取液单元，所述取液单元用于从所述样品溶液容器取液至所述滴定容器内，所述缓冲液添加单元用于向所述滴定容器中加入缓冲液，所述络合溶液添加单元用于向所述滴定容器中滴加络合标准溶液，所述Cu标准溶液添加单元用于向所述滴定容器中加入Cu标准溶液；所述稳定剂添加单元用于向所述滴定容器中加入稳定剂；

控制系统，所述控制系统用于控制所述取液单元根据指令从所述样品溶液容器中取液至所述滴定容器内，用于控制所述缓冲液添加单元根据指令向所述滴定容器内加入缓冲溶液，用于控制所述络合溶液添加单元根据指令向所述滴定容器内滴加EDTA标准溶液并进行电位滴定处理，用于控制所述Cu标准溶液添加单元根据指令向所述滴定容器内加入Cu标准溶液，用于控制所述稳定剂添加单元向所述滴定容器中加入稳定剂。

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