[发明专利]正极材料中锂与主体金属摩尔比的测定方法

说明书

本发明涉及一种正极材料中锂与主体金属摩尔比的测定方法。该方法的步骤包括：设计由低到高的系列比例的锂与主体金属的标准溶液；测试标准溶液中锂与主体金属的曝光强度；通过线性拟合得到系列比例与曝光强度的直线方程，用此方程作为工作曲线；测试正极材料的溶液中锂与主体金属的曝光强度，由工作曲线计算得到正极材料中锂与主体金属比例。本发明采用从低到高的锂与主体金属曝光强度比与设计摩尔比作为工作曲线，避免碱土金属锂易电离对结果的干扰，直接通过工作曲线得到被测样品中锂与主体金属的摩尔比。本发明应用范围广，适用于各种正极材料，可用于产品设计与生产质量控制。

技术领域

本发明涉及一种正极材料中锂与主体金属摩尔比的测定方法，属于锂离子电池电极材料领域。

背景技术

自20世纪90年代商业化以来，锂电池因为其能量密度高、充放电效率高、自放电小、使用寿命长和对环境友好等优点，被人们广泛应用。目前已经应用到消费电子、航天航空、军事、电动工具及电动汽车等领域。随着技术的发展，人们对锂离子电池的续航能力要求越来越高，发展高能量密度(质量能量密度和体积能量密度)锂电池成为关键。发展高能量密度锂电池可以充两个方面入手，一是发展新的高克容量的正负极材料；二是提高锂电池的充放电电压。提高锂电池的充放电电压，可以同时提高锂电池的质量能量密度和体积能量密度，还可以降低锂电池的成本，成为人们研究的热点。

法拉第定律指出：电极上参加反应的物质的量与通过的电量成正比，即1mol的活性物质参加电池的成流反应，所释放出的电量为F(96500C或26.8A·h)。对于LiCoO₂、LiFePO₄、LiMn₂O₄，其理论容量都为26.826.8A·h·mol^-1。在大规模产业化过程中，控制产品中锂与金属的摩尔比符合化学计量比的理论值尤为重要，当锂与参与电荷转移的金属的摩尔比无限接近分子式中化学计量比时，正极材料的比容量与循环寿命等电性能表现最优。近几年锂电正极材料产业生产制造能力不断提升，产品性能与质量不断得到提升，从科研到生产制造质量控制都要求准确测定正极材料中锂与主体金属的摩尔比。已有专利CN106198495 B中，虽然给出测定锂钴摩尔比的方法，但是该方法只进行了单点校正，实际工作中出现不同摩尔比样品时，还要再建立工作曲线，应用中受到限制，不能满足科研与生产需求。

发明内容

本发明目的为提供一种测定锂与主体金属比例的方法，采用此方法可以得到更精准的测试结果，应用更广泛。

本发明的正极材料中锂与主体金属摩尔比的测定方法，包括以下步骤：

设计由低到高的系列比例的锂与主体金属的标准溶液；

测试标准溶液中锂与主体金属的曝光强度；

通过线性拟合得到系列比例与曝光强度的直线方程，用此方程作为工作曲线；

测试正极材料的溶液中锂与主体金属的曝光强度，由工作曲线计算得到正极材料中锂与主体金属比例。

进一步地，所述设计由低到高的系列比例的锂与主体金属的标准溶液，包括：以正极材料分子式中锂与主体金属摩尔比为理论值中间点，从低至高选择适用的若干个(如3个或4个或5个)摩尔比值，配制锂、主体金属标准溶液的浓度值。

进一步地，所述测试标准溶液中锂与主体金属的曝光强度，包括：采用电感耦合等离子体发射光谱测试标准溶液中锂与主体金属的强度值。

进一步地，所述通过线性拟合得到系列比例与曝光强度的直线方程，包括：以标准溶液中锂与主体金属的曝光强度比为横轴x，锂与主体金属的设计摩尔比为纵轴y，绘制标准曲线。