“The Nobel Prize in Chemistry 2019 rewards the development of the lithium-ion battery. This lightweight, rechargeable and powerful battery is now used in everything from mobile phones to laptops and electric vehicles. It can also store significant amounts of energy from solar and wind power, making possible a fossil fuel-free society.”

——摘自www.nobelprize.org/prizes/

北京时间10月9日下午5点45分，瑞典皇家科学院宣布将2019年诺贝尔化学奖授予美国德州大学奥斯汀分校的 John B. Goodenough 教授，纽约州立大学Binghamton分校的 M. Stanley Whittingham 教授，以及日本旭化成公司化学家 Akira Yoshino，以表彰其在锂电池研究开发的卓越贡献。

图1：磷酸铁锂的橄榄树结构示意图

国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月，由于受到磷酸铁锂原料加工合成工艺的影响，在合成过程中条件稍有变化就容易生成杂质，降低材料的储能容量。另外，在锂电池的充放电循环过程中，由于多种杂质元素的存在常常导致材料晶体结构的塌陷，最终会严重的影响电化学循环寿命和带来安全性的潜在因素。因此，能够准确测定锂电池材料中的主量及杂质元素含量将具有重要意义。

Thermo Scientific™ iCAP™ 7000系列是赛默飞最新开发的电感耦合等离子体发射光谱仪，自2013年全球发布以来，以其优异的性能、独特的设计、人性化易用和多用途高效率等特点获得了市场的广泛认可。iCAP 7000 ICP-OES满足锂电池材料中多元素分析的需求，提供所有同类产品中极具竞争力的检出限和稳定性。

iCAP 7000系列ICP-OES在锂电池材料检测中独特的优势：

● RACID86检测器：

166-847nm，全波长连续覆盖，轻松应对正极高基体富线元素干扰，天然防溢出设计，紫外量子化效率高，确保<190nm以下波长具有极佳的灵敏度，如S180.7nm、B182.6nm、 P178.2nm 、Pb182.2nm、 As189.0nm等；

● 优异的光学系统性能：

分辨率0.007nm @200nm，光室恒温，核心光学元件固定不动，保证系统机械稳定性和热稳定性；

● 新型固态RF发生器：

采用变频快速匹配，适合于有机等样品直接进样；

● 优异的检出限：

15秒积分时间可以获得亚ppb级的检出限；

● 高效快速分析：

实时的背景校正技术，可在1分钟内完成多达60个元素的测定；

● D-torch 全惰性炬管：

可以耐高浓度HF 酸、30％盐水等高基体样品分析，较普通石英炬管具有更长的使用寿命，方便更换清洗；独特的强耐腐蚀性陶瓷矩管为六氟磷酸锂电解液分析提供保障。

目前在锂电池正极材料中采用较多的有：磷酸铁锂、NCM三元、钴酸锂、**锂、钛酸锂、碳酸锂等，该类材料对主量元素和杂质元素检测均具有较高要求。

案例1，iCAP 7000检测锂电池正极材料磷酸铁锂主量和杂质元素含量

图2.1磷酸铁锂中Pb标准加入法标准曲线

图2.2 Ni标准加入法标准曲线

图3 磷酸铁锂中Li标准曲线法标准曲线

实验采用试剂空白进行连续10次的测量，以10次空白溶液的3倍标准偏差做为该条件下的检出限（μg/mL），其中方法定量限采用3倍检出限乘以稀释因子100（0.25󑴡g）即得

磷酸铁锂检测各元素检出限

案例2，iCAP 7000检测锂电池正极材料NCM三元材料主量和杂质元素含量

三元材料钴锂锰镍高精密度检测数据

iCAP 7000 Radial测试三元前驱体主量元素2小时稳定性（单位 %）

iCAP 7000优异的紫外区性能，轻松进行三元材料中低浓度磷和硫元素的测定

iCAP 7000 Radial测试50ppb硫信号图

iCAP 7000 Radial测试杂质S元素2小时稳定性（单位 mg/kg）

一颗合格锂电池的基本组成包括外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。赛默飞为您提供完整解决方案。

更多赛默飞TEA&ICP-MS产品在锂电池行业应用案例：

• 原子吸收光谱仪冷原子吸收法测定碱性锌-二氧化锰电池中的*的含量
• ICP-OES测定锂离子电池正极材料中主量和20种杂质元素含量
• ICP-OES测定锂离子电池负极材料中杂质元素含量
• ICP-OES有机直接进样测定锂离子电池电解液中杂质元素含量
• ICP-MS测定电池锌材料中的杂质

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