一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法技术

本发明专利技术提供了一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法，属于电池正极材料技术领域。本发明专利技术采用化学滴定测定三元前驱体中Ni

【技术实现步骤摘要】
一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法


[0001]本专利技术属于电池正极材料
，具体涉及一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法。

技术介绍

[0002]镍钴锰三元正极材料凭借高比容量、循环性能优良、热稳定性好等优点，被应用于制造高性能锂离子电池。在锂离子电池三元正极材料的制备过程中，镍钴锰三者的含量配比对锂离子电化学性能具有很大的影响。所以在进行三元正极材料研究时，必须准确分析三元前驱体中镍钴锰的含量。
[0003]目前主要通过测定三元前驱体中Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
的质量百分比与摩尔百分比，来确定三元正极材料中镍钴锰的含量。而测定三元前驱体中镍钴锰的含量，又普遍采用电感耦合等离子体发射光谱仪与EDTA络合滴定相结合的方法。
[0004]但电感耦合等离子体发射光谱仪可用于痕量甚至超痕量元素测定，通过适当的稀释，也可用于主量和微量元素的测定。三元前驱体中Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
属于主量元素，需要稀释较高倍数，这样会降低检测的准确度。而且电感耦合等离子体发射光谱仪存在光谱干扰和非光谱干扰。等离子体的高温导致产生更多的发射谱线，为了保证电感耦合等离子体发射光谱仪分析的准确度，必须选择合适的分析谱线，避开干扰线或背景发射，增加了测定方法的难度。
[0005]由此可见，相关技术中对测定正极材料三元前驱体中镍钴锰含量的方法还不够充分，需要进一步研究，设计出一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中采用电感耦合等离子体发射光谱仪与EDTA络合滴定相结合的方法，存在检测结果不准确，操作难度大的问题，需要进一步研究，设计出一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法。
[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法，以化学分析测定方法获得镍钴锰的含量，操作简便，准确度高。
[0008]本专利技术实施例的一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法，包括以下步骤：
[0009](1)将质量为m的三元前驱体试样用盐酸溶解，并定容至体积V
定
，获得三元前驱体溶液；
[0010](2)从所述三元前驱体溶液中移取体积为V
移
的第一试样溶液，采用浓度为C的EDTA标准溶液滴定所述第一试样溶液中的Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
，消耗所述EDTA标准溶液的总体积为V
总
；
[0011](3)从所述三元前驱体溶液中移取体积V
移
的第二试样溶液，在氨性环境中，使用
H2O2将所述第二试样溶液中的Co
2+
氧化成Co
3+
，并将Mn
2+
氧化成MnO2，再将MnO2沉淀分离去除，留取滤液，然后采用所述EDTA标准溶液滴定所述滤液中的Ni
2+
，消耗所述EDTA标准溶液的体积为V1，计算所述三元前驱体中Ni
2+
质量百分比w
Ni
；
[0012](4)从所述三元前驱体溶液中移取体积V
移
的第三试样溶液，在磷酸介质中，用高氯酸将所述第三试样溶液中的Mn
2+
氧化成Mn
3+
，采用物质的量浓度为C0的硫酸亚铁铵标准溶液溶液氧化还原滴定Mn
3+
，消耗所述硫酸亚铁铵标准溶液的体积为V0，计算所述三元前躯体中Mn
2+
质量百分比w
Mn
；并根据所述三元前驱体中Mn
2+
质量百分比推算出步骤(2)中滴定Mn
2+
消耗所述EDTA标准溶液的体积V2；
[0013](5)步骤(2)中滴定Co
2+
消耗的所述EDTA标准溶液的体积为V3，V3＝V
‑
V1‑
V2，计算所述三元前驱体中Co
2+
质量百分比w
Co
；
[0014](6)计算Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
的摩尔百分比。
[0015]本专利技术实施例的正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法的优点和技术效果为：本专利技术提供一种采用化学滴定测定三元前驱体中Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
质量百分比与摩尔百分比的方法，通过2次络合滴定、1次氧化还原滴定同时测定Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
质量百分比与摩尔百分比，操作简便，准确度高，无需使用原子吸收与电感耦合等离子体检测手段。
[0016]在一些实施例中，步骤(2)中，以紫脲酸铵作指示剂，滴定至溶液呈亮紫色即为滴定终点；优选地，在临近滴定终点时，加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液。
[0017]在一些实施例中，步骤(3)中，所述三元前驱体中Ni
2+
质量百分比w
Ni
按照以下公式计算：
[0018]w
Ni
＝V1*C*M
Ni
/V
移
*V
定
/m*10
‑3*100％；
[0019]其中，V1为滴定Ni
2+
消耗所述EDTA标准溶液的体积，单位是mL；
[0020]C为所述EDTA标准溶液的浓度，单位是mol/L；
[0021]M
Ni
为Ni的相对原子质量，单位是g/mol；
[0022]V
移
为移取的所述第二试样溶液的体积，单位是mL；
[0023]V
定
为所述三元前驱体溶液定容体积，单位是mL；
[0024]m为所述三元前驱体试样的质量，单位是g。
[0025]在一些实施例中，步骤(3)中，以紫脲酸铵作指示剂，滴定至溶液呈亮紫色即为滴定终点。
[0026]在一些实施例中，步骤(4)中，所述三元前驱体中Mn
2+
质量百分比w
Mn
按照以下公式计算：
[0027]w
Mn
＝V0*C0*M
Mn
/V
移
*V
定
/m*10
‑3*100％；
[0028]其中，V0为滴定Mn
3+
消耗所述硫酸亚铁铵标准溶液的体积，单位是mL；
[0029]C0为所述硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，单位是mol/L；
[0030]M
Mn...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将质量为m的三元前驱体试样用盐酸溶解，并定容至体积V
定
，获得三元前驱体溶液；(2)从所述三元前驱体溶液中移取体积为V
移
的第一试样溶液，采用浓度为C的EDTA标准溶液滴定所述第一试样溶液中的Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
，消耗所述EDTA标准溶液的总体积为V
总
；(3)从所述三元前驱体溶液中移取体积V
移
的第二试样溶液，在氨性环境中，使用H2O2将所述第二试样溶液中的Co
2+
氧化成Co
3+
，并将Mn
2+
氧化成MnO2，再将MnO2沉淀分离去除，留取滤液，然后采用所述EDTA标准溶液滴定所述滤液中的Ni
2+
，消耗所述EDTA标准溶液的体积为V1，计算所述三元前驱体中Ni
2+
质量百分比w
Ni
；(4)从所述三元前驱体溶液中移取体积V
移
的第三试样溶液，在磷酸介质中，用高氯酸将所述第三试样溶液中的Mn
2+
氧化成Mn
3+
，采用物质的量浓度为C0的硫酸亚铁铵标准溶液溶液氧化还原滴定Mn
3+
，消耗所述硫酸亚铁铵标准溶液的体积为V0，计算所述三元前躯体中Mn
2+
质量百分比w
Mn
；并根据所述三元前驱体中Mn
2+
质量百分比推算出步骤(2)中滴定Mn
2+
消耗所述EDTA标准溶液的体积V2；(5)步骤(2)中滴定Co2+消耗的所述EDTA标准溶液的体积为V3，V3＝V
‑
V1‑
V2，计算所述三元前驱体中Co
2+
质量百分比w
Co
；(6)计算Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
的摩尔百分比。2.根据权利要求1所述的正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法，其特征在于，步骤(2)中，以紫脲酸铵作指示剂，滴定至溶液呈亮紫色即为滴定终点；优选地，在临近滴定终点时，加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液。3.根据权利要求1所述的正极材料三元前驱体镍钴锰含量的测定方法，其特征在于，步骤(3)中，所述三元前驱体中Ni
2+<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英莉，崔安芳，
申请(专利权)人：中冶瑞木新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：