【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池和分析测试领域，具体涉及一种钠离子电池正极材料表面残碱的检测方法。
技术介绍
1、钠离子电池作为一种新型储能技术，因其独特的优势，如资源丰富、成本低廉、安全可靠等，受到了广泛的关注。正极材料作为钠离子电池的重要组成部分，其性能直接影响着电池的整体性能。而残碱问题作为钠电正极材料的一个重要特性，对电池的长期稳定性和安全性具有深远的影响。
2、残碱是指在正极材料制备过程中，未能完全反应的碱金属离子与氢氧根和碳酸根所形成的碱性化合物。残碱的存在可能导致一系列的问题。首先，过多的残碱会造成正极材料在极片加工过程中出现浆料果冻状问题。其次，残碱可能造成电池循环过程中胀气鼓包，影响使用安全。
3、目前行业内一般测试残碱的方法是在锂电传统残碱滴定测试法的基础上进行改进，使用乙醇溶解出正极材料的残碱（氢氧化钠），用乙二醇溶解出正极材料的残碱（碳酸钠），并分别滴定测试得到其含量。
4、公开专利cn113092458 a中使用改进后的滴定测试法：通过乙醇溶液来测试正极材料的残碱（氢氧化钠），但对于残碱（碳酸钠）的滴定仅通过水溶液来进行测试，正极材料在水溶液中会迅速与水分子发生质子交换反应生成大量氢氧化钠影响滴定结果，无法准确得到残碱（碳酸钠）值。
5、公开专利cn 116858989 a中对于正极材料残碱（碳酸钠）的测试同样使用了改进后的滴定测试法进行测试：通过乙二醇溶液溶解过滤出正极材料的残碱（碳酸钠）并进行滴定测试，该方法虽然能规避正极材料的质子交换反应，但乙二醇溶液在与钠
6、因此，现有技术中，传统滴定法测钠离子电池正极材料，存在系列问题。其一，因在水中稳定性差，钠离子电池正极材料极易与水发生质子交换反应生成大量氢氧化钠，导致无法通过传统滴定法测试残碱；其二，使用乙二醇或乙醇为溶剂滴定，虽解决了钠溶出问题，但该法的准确度较低、重复性较差，且测试操作复杂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种钠离子电池正极材料表面残碱的检测方法。该方法与传统滴定法相比，操作简捷、数据可靠性高、重复性好。
2、钠离子电池正极材料中的残碱主要为碳酸钠，还有氢氧化钠，通常检测残碱含量，即检测碳酸钠的含量。本专利技术使用合适的酸性添加剂和助熔剂，通过碳硫法可准确测得碳酸钠的含量。为了进一步提高检测精度，本专利技术通过预处理还能测得氢氧化钠的含量，使得所测残碱含量更准确。
3、本专利技术的目的可以通过以下方案来实现：
4、本专利技术提供了一种钠离子电池正极材料表面残碱的检测方法，包括如下步骤：
5、将待测样品在酸性添加剂和助熔剂的作用下，通过碳硫法测得待测样品中的含碳量，进而计算得到待测样品中残碱的含量；
6、所述助熔剂包括第一助熔剂和第二助熔剂；第一助熔剂为金属钨，第二助熔剂为铁、铜、锡中的一种或多种。
7、作为本专利技术的一个实施方案，所述待测样品为钠离子电池正极材料粉末。钠离子电池正极材料可为层状氧化物正极材料，如镍铁锰酸钠、镍锰酸钠、铜铁锰酸钠等。
8、作为本专利技术的一个实施方案，所述残碱指的是碱金属离子与氢氧根或碳酸根所形成的碱性化合物中的至少一种。优选地，残碱包括碱金属离子与碳酸根或与碳酸根和氢氧根所形成的碱性化合物。更优选地，所述残碱包括碳酸钠，或者碳酸钠和氢氧化钠。
9、作为本专利技术的一个实施方案，待测样品与酸性添加剂、助熔剂的质量份数比为0.05～0.3：0.02～0.5：1.6~2.3。待测样品的质量份数取值范围可以为0.05～0.08、0.08～0.1、0.1～0.15、0.15～0.2、0.2～0.25、0.25～0.3；酸性添加剂的质量份数取值范围可以为0.02～0.05、0.05～0.1、0.1～0.15、0.15～0.2、0.2～0.25、0.25～0.3、0.3～0.35、0.35～0.4、0.4～0.45、0.45～0.5；助熔剂的质量份数取值范围可以为1.6~1.7、1.7~1.8、1.8~1.9、1.9~2.0、2.0~2.1、2.1~2.2、2.2~2.3。
10、作为本专利技术的一个实施方案，第一助熔剂和第二助熔剂的质量份数比为1.5~1.8：0.1~0.5。第一助熔剂的质量份数取值范围可以为1.5~1.6、1.6~1.7、1.7~1.8；第二助熔剂的质量份数取值范围可以为0.1~0.2、0.2~0.3、0.3~0.4、0.4~0.5。第一助熔剂（金属钨）是硫碳监测时常规添加使用的助溶剂，但在本专利技术钠离子电池正极材料的残碱测试中，只使用第一助熔剂，待测样品燃烧后仍会残留部分残碱，导致测试结果不准确。本专利技术是两种助熔剂在特定比例下的复配联用，可提高待测样品中残碱的燃烧程度，大幅减少了残碱的残留量，提高了c、s的释放率和测试精度。
11、作为本专利技术的一个实施方案，酸性添加剂为b2o3粉末。
12、作为本专利技术的一个实施方案，硫碳法所用的仪器为红外碳硫分析仪，通过红外线吸收方法测定燃烧气体中的co2浓度，计算出待测样品中含碳量。具体的，测试时，可以称取第二助熔剂、酸性添加剂到坩埚中，向所述坩埚中加入待测样品，再加入第一助熔剂。将待测样品、助熔剂等称量质量参数，输入到仪器软件中，然后把坩埚放置到仪器进样端，启动测试。测试完毕，记录测量得到的待测样品中的碳含量。
13、作为本专利技术的一个实施方案，残碱的含量计算方式如下：
14、待测样品中的含碳量为x1，根据以下公式计算所述待测样品的总残碱（碳酸钠）含量：
15、
16、其中为碳的摩尔质量，为碳酸钠的摩尔质量。
17、作为本专利技术的一个实施方案，待测样品在检测前还经过预处理，步骤如下：将待测样品在co2气氛中烧结，得到预处理后的待测样品。预处理后，所测残碱包括碳酸钠和氢氧化钠。虽然通常残碱的检测主要检测碳酸钠，但钠离子电池正极材料及其制备工艺的不同，导致残碱的组成和含量上有差异，部分正极材料中氢氧化钠的含量，相较于碳酸钠的含量并不低，因此有必要对正极材料进行预处理，提高总残碱的检测精度。
18、作为本专利技术的一个实施方案，预处理后的待测样品与酸性添加剂、助熔剂的质量份数比为0.05~0.3：0.02~0.5：1.6~2.3。待测样品的质量份数取值范围可以为0.05～0.08、0.08～0.1、0.1～0.15、0.15～0.2、0.2～0.25、0.25～0.3；酸性添加剂的质量份数取值范围可以为0.02～0.05、0.05～0.1、0.1～0.15、0.15～0.2、0.2～0.25、0.25～0.3、0.3～0.35、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钠离子电池正极材料表面残碱的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，待测样品与酸性添加剂、助熔剂的质量份数比为0.05~0.3：0.02~0.5：1.6~2.3；
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，硫碳法所用仪器为红外碳硫分析仪，通过红外线吸收方法测定燃烧气体中的CO2浓度，计算出待测样品中含碳量。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，残碱的含量计算方式如下：
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，待测样品在检测前还经过预处理，步骤如下：将待测样品在CO2气氛中烧结，得到预处理后的待测样品。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述烧结的温度为300~550℃；
7.一种钠离子电池正极材料表面残碱中氢氧化钠的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，预处理后，所测残碱包括碳酸钠和氢氧化钠，不进行预处理所测残碱包括碳酸钠；
9.根据权利要求7所述的检测方法
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料表面残碱的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，待测样品与酸性添加剂、助熔剂的质量份数比为0.05~0.3：0.02~0.5：1.6~2.3；
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，硫碳法所用仪器为红外碳硫分析仪，通过红外线吸收方法测定燃烧气体中的co2浓度，计算出待测样品中含碳量。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，残碱的含量计算方式如下：
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，待测样品在检测前还经过预处...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐桐基，司兰杰，徐林奕晖，李佳炜，马真，马彩珺，
申请(专利权)人：上海天臣微纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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