前言
聚偏氟乙烯(PVDF)是鋰離子電池正、負(fù)極極片生產(chǎn)中主流粘結(jié)劑材料。憑借優(yōu)異的化學(xué)惰性、電化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械柔韌性,以及對(duì)活性物質(zhì)良好的粘結(jié)能力,PVDF能夠保障極片在充放電循環(huán)過(guò)程中結(jié)構(gòu)完整,是鋰電制造關(guān)鍵原料。但PVDF在合成、輸送、加工過(guò)程中易引入鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉻等微量金屬雜質(zhì),這類雜質(zhì)會(huì)對(duì)電池性能與安全造成多重危害。
因此,精準(zhǔn)定量檢測(cè)PVDF粘結(jié)劑中的微量金屬殘留,是鋰電池原材料入廠質(zhì)控的強(qiáng)制檢測(cè)項(xiàng)目。常規(guī)微波消解難以分解PVDF基體,易導(dǎo)致表面附著金屬提取不全;高溫灰化法則極易引入外源污染。本文建立一套經(jīng)過(guò)完整驗(yàn)證的電熱板全消解珀金埃爾默ICP-OES定量檢測(cè)方法,用于PVDF中六種關(guān)鍵金屬元素檢測(cè)。
稱取約0.1 g PVDF試樣(精確至0.0001 g),置于通風(fēng)櫥內(nèi)PTFE燒杯中;
加入1 mL濃硫酸,加蓋,電熱板250°C消解1~2 h,至樣品碳化形成液態(tài);
冷卻至室溫,加入3 mL濃硝酸+1 mL濃鹽酸,再次加蓋,250°C繼續(xù)消解1~2 h,直至碳化物溶解;
開蓋趕酸至近干,冷卻后加入0.5 mL濃硝酸復(fù)溶殘?jiān)?/span>
全部液體轉(zhuǎn)移至離心管,超純水定容至10 mL,待測(cè);
同步制備全流程空白樣品(不加PVDF粉末),消除試劑、器皿帶來(lái)的基底干擾。
消解液采用Avio 200型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)試,儀器測(cè)試條件如下:


Avio 200 ICP-OES
儀器參數(shù)

分析元素和波長(zhǎng)

測(cè)試結(jié)果

消解后的樣品溶液,待測(cè)元素含量極低,珀金埃爾默的Avio 200型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的高靈敏度可以對(duì)ppb級(jí)別的樣品溶液進(jìn)行準(zhǔn)確定量,結(jié)果的準(zhǔn)確性通過(guò)加標(biāo)回收率驗(yàn)證,加標(biāo)回收率在90%–110%之間,符合質(zhì)控要求。

本文采用電熱板對(duì)PVDF樣品進(jìn)行全消解后,由ICP-OES進(jìn)行檢測(cè),用于鋰電池粘結(jié)劑PVDF中鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉻微量金屬元素定量分析,測(cè)試準(zhǔn)確度高,結(jié)果穩(wěn)定性好,滿足鋰電行業(yè)對(duì)于PVDF的檢測(cè)要求。
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