朋友們在上一篇文章我們一起學習離子色譜在鋰電池工業的應用之一，那么下面我們接著學習之二篇。

 一、電解質的檢測

鋰電池常用的電解質材料通常為六氟磷酸鋰, 四氟硼酸鋰，高氯酸鋰等含鋰鹽類化合物。鋰聚合物電池則為含鋰的離子液體，其配位的陰離子部分為大分子有機聚合物。這些生產的材料雜質和主成分的檢驗都極為重要。

1、陽離子的測定

1.1鋰離子含量測定

使用離子色譜測定鋰離子簡單快捷, 樣品用水溶解、稀釋后即可進樣分析。典型樣品分離譜圖見下圖。

                                                                       電池中鋰離子含量分析譜圖

                                                ——樣品分析報告: "AppBJ-200804 ,電池中鋰離子的分析”[3]

分析柱: IonPac CG12A + IonPac CS12A ;

流速: 1.0 mL/min ;

淋洗液: 20 mmol/L MSA ;

檢測方式: CSRS 300 , 抑制型電導檢測 .

1.2雜質陽離子含量測定

鋰電池電解液主要為鋰鹽,其中所含Na+、NH4+、 K+、 Ca2+、Mg2+等陽離子雜質會影響電解液的性能,也需要進行測定。該類樣品基質中含較高濃度的鋰,且雜質含量較低,所以必須使用高容量柱子,方可有可能完成鋰鹽樣品中痕量陽離子雜質的含量測定工作。實驗選用容量高達10.1meq/column的IonPac CS16+CG16色譜柱,于40mM MSA淋洗, CSRS- 300抑制電導檢測條件下，很好地完成了鋰鹽中痕量雜質陽離子的含量測定。下圖為六氟磷酸鋰樣品中痕量陽離子的分離譜圖。

                                        六氟磷酸鋰中痕 量陽離子分離譜圖

                                                  ——樣品分析報告: “BJ-FY10-022-六氟磷酸鋰中痕量陽離子測定”[41] 

分析柱: IonPac CG16 + IonPac CS16 ;

流速: 1.0 mL/min ;

淋洗液: 40 mmol/L MSA ;

檢測方式: CSRS 300 ,抑制型電導檢測 .

2.陰離子的測定

2.1六氟磷酸鋰中六氟磷酸及雜質陰離子的檢測

                                                                       六氟磷酸鋰中痕量陰離子分離譜圖
                                                ——樣品分析報告: "2013-APP-IC-009六氟磷酸鋰電解液中六氟磷酸鋰含量及雜質測定" [5-6]

分析柱:IonPac AG22 + IonPac AS22 ;

流速: 1.0 mL/min ;

淋洗液:3.0 mmol/L Na2CO3 + 4.0 mmol/L NaHCO3(含30%乙腈) ;

檢測方式: AMMS 300 ,外接酸抑制,電導檢測 .

2.2四氟硼酸鋰中的四氟硼酸及常見陰離子的檢測

                                                                         四氟硼酸根與常見陰離子分離譜圖

                                                      ——樣品分析報告: "GZ- FY10-02-離子液體中陰離子測試”[7]

分析柱: IonPac AG22 + IonPac AS22 ;

流速: 1.0 mL/min ;

淋洗液: 4.1 mmol/L Na2CO3 + 2.7 mmol/L NaHCO3;

檢測方式: AMMS 300 ,外接酸抑制,電導檢測 .

注意:高的碳酸氫鹽使磷酸出峰前移,否則與四氟硼酸共淋洗。四氟硼酸鋰與六氟磷酸鋰在水中會緩慢降解,所以溶解后需要立刻進行測試。

2.3梯度淋洗條件下對四氟硼酸根、高氯酸根和六氟磷酸根的分離測定

                                               氫氧化物梯度淋洗條件下,四氟硼酸根、氯酸根和六氟磷酸根的分離譜圖

 ——AN258:"Determination of Tetrafluoroborate,Perchlorate,and Hexafluorophosphate in a Simulated Electrolyte Sample from Lithium IonBattery Production" [8] 

分析柱: IonPac AG20 + IonPac AS20 ;

淋洗液源: KOH淋洗液自動發生器,在線電解產生淋洗液:KOH , 15 mmol/L, -7-10 min; 15-80 mmol/L (Curve 4) ,10-13 min ; 80 mmol/L , 13-26 min流速: 1.2 mL/min .

檢測方式: ASRS 300 , CRD200 ,抑制型電導檢測 .

2.4碳酸鋰中痕量雜質陰離子的檢測

碳酸鋰中高含量的碳酸根會嚴重干擾雜質離子的檢測,因此需要前處理。常用前處理辦法是將樣品稀釋后過高容量的強酸型陽離子樹脂,例如OnGuard ⅡH柱,使樣品酸化,將高含量的碳酸鹽變為二氧化碳釋放出來后,直接進樣分析。其典型色譜分離譜圖見下圖。

                                                        碳酸鋰粉末樣品中痕量氟離子、 氯離子和硫酸根的分離譜圖

                                              ——樣品分析報告: "0749-碳酸鋰粉末中氟氯硫酸根的測定”[9] ;

分析柱: IonPac AG22 + IonPac AS22 ;

流速: 1.5 mL/min ;

淋洗液: 4.5 mmol/L Na2CO3 + 1.4 mmol/L NaHCO3 ;

檢測方式: AMMS Ⅲ ,外接酸抑制,電導檢測 .

2.5 LiBF2C2O4、 LiN(CF3SO2)2、 LiClO4 的含量檢測

LiBF2C2O4、LiN(CF3SO2)2、 LiClO4也為常用的電解質，但其陰離子部分均為強極性保留離子,宜選用強親水性的色譜柱,如IonPac AS16柱,進行分析。各組分分離譜圖如下圖所示:

                                                              LiBF2C2O4、 LiN(CF3SO2)2、 LiClO4分離譜圖

                                                 ——方法報告: "RIC-SH-091125 化工樣品中陰離子的測定”[10] ;

分析柱: IonPac AG16 + IonPac AS16 ;

流速: 1.0 mL/min ;

淋洗液: 20 mmol/L NaOH (含30%乙腈) ;

檢測方式: AMM 300 ,外接酸抑制,電導檢測 .

這是我給大家分享的離子色譜在鋰電池工業的應用之二篇，到這里先結束了，在下一篇我們再一起學習之三篇，謝謝您耐心審閱。