磷酸铁锂检测方法.docx
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磷酸铁锂检测方法
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磷酸铁锂检测方法
磷酸铁锂化学分析方法
适用范围：
磷酸铁锂的主元素铁含量，杂质项目，水分，PH值，磷含量和碳含量的检测。
一．铁含量的检测
1.方法提要
试样以酸分解，在热溶液中以SnCl2还原大部分Fe3+，以CuSO4-靛红指示剂，滴加TiCl3还原剩余的Fe3+，过量的Ti3+在微量Cu的催化下短时间内氧化成四价，然后以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定至紫红色为终点。
2.试剂
2.1盐酸：
1+1（GR）。
2.2SnCl25%：
称取SnCl25g以20ml（1+1）HCl加热溶解后用水稀至100ml。
2.3TiCl3溶液：
量取30ml15%的TiCl3加30ml（1+1）HCl，以水稀至100ml，加几粒锌粒。
2.4CuSO4-靛红指示剂：
0.5g靛红指示剂溶于0.1%的100mlCuSO4溶液中，再加（1+4）H2SO40.5ml。
2.5二苯胺磺酸钠：
0.5%的水溶液。
2.6H2SO4-H3PO4混酸：
15%。
2.7K2Cr2O7标准溶液0.05mol/L：
称取1.2258g150℃-160℃烘2小时的K2Cr2O7溶于水，定容至500ml。
3.分析步骤
准确称取LiFePO4样品1.0000g于250ml烧杯中，用水润湿，加9mlHClO4，加热分解至高氯酸冒浓烟，待烟冒至少许，剩余高氯酸体积约3-5ml，取下冷却用水冲洗表面皿，转入100ml容量瓶中用水定容，摇匀沉清，分取20.00ml清液于250ml锥形瓶中，加（1+1）盐酸20ml，加热至沸腾煮沸半分钟。
加SnCl2至溶液呈淡黄色，滴加2滴CuSO4-靛红指示剂变绿色，滴加TiCl3至绿色消失，过量半滴，放置溶液变为蓝色，冷却至室温，加15ml硫磷混酸，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴至紫红色为终点。
4.分析结果计算
式中：
C--K2Cr2O7标准溶液的浓度，单位mol/L；
V——K2Cr2O7的体积，单位为ml；
m——磷酸铁锂的质量，单位为g；
55.85——Fe的摩尔质量，单位为g/mol。
二.火焰原子吸收分光光度法测定锂、镍、锰、钴、钙、镁、铜、锌
1方法提要
试样经盐酸分解后，稀释一定的倍数，在原子吸收分光光度计上，使用空气－乙炔火焰，用相应的空心阴极灯和波长分别测定各元素含量。
测定钙、镁时，在试液中加入锶盐做释放剂以消除干扰。
2仪器
2.1AAS-S4热电原子吸收仪
2.2锂、镍、锰、钴、钙、镁、铜、锌单元素空心阴极灯
2.3仪器工作条件
待测
元素
波长
nm
灯电流
mA
狭缝
nm
燃烧器高度
mm
乙炔流量
L/min
背景校正
锂
670.8
6
0.2
7.0
1.1
四线氘灯
关
镍
230.2
6
0.2
7.0
1.0
四线氘灯
锰
279.5
6
0.2
7.0
1.1
四线氘灯
钴
240.7
6
0.5
7.0
1.1
四线氘灯
钙
422.7
6
0.5
11.0
1.6
四线氘灯
镁
285.2
6
0.5
7.0
1.1
四线氘灯
铜
324.8
6
0.5
7.0
1.0
四线氘灯
锌
213.9
6
0.2
7.0
1.2
四线氘灯
3试剂
3.1盐酸（ρ=1.19g/ml）（GR）
3.2盐酸（1+1）（GR）
3.3硝酸（1+1）（GR）
3.4硝酸锶（10％）
3.5锂标准贮存溶液ρ（Li）＝1000μg/ml：
称取5.3228g光谱纯碳酸锂（预先110℃，烘2小时置于干燥器中冷却）置于250ml烧杯中，加少量水润湿，盖上表面皿，沿杯壁缓慢加入15ml盐酸（3.2），加热至微沸，赶尽二氧化碳，冷却后转入1000ml容量瓶中，用蒸馏水定容，该储存溶液每毫升含锂1000μg/ml。
3.6锂标准溶液ρ（Li）＝20μg/ml：
移取5ml锂标准贮存溶液（3.5）于250ml容量瓶中，用蒸馏水定容，介质为2％HCl。
3.7镍标准贮存溶液ρ（Ni）＝1000μg/ml：
称取金属镍（99.50%）1.0000g于250ml烧杯中，盖上表面皿，沿杯壁加入20ml盐酸（3.2），加热溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水定容，该储存溶液每毫升含镍1000μg/ml。
3.8镍标准溶液ρ（Ni）＝20μg/ml：
移取10ml镍标准贮存溶液（3.7）于500ml容量瓶中，用蒸馏水定容，介质为2％HCl。
3.9锰标准贮存溶液ρ（Mn）＝1000μg/ml：
称取电解锰1.0000g于250ml烧杯中，加少量水润湿，盖上表面皿，用20ml盐酸（3.2）溶解，移入1000ml容量瓶中，用水定容，该储存溶液每毫升含锰1000μg/ml。
3.10锰标准溶液ρ（Mn）＝20μg/ml：
移取10ml锰标准贮存溶液（3.9）于500ml容量瓶中，加入20ml盐酸（3.2），用蒸馏水定容，介质为2％HCl。
3.11钴标准贮存溶液：
ρ（Co）=1000μg/ml，称高纯钴（99.98％）1.0000g于烧杯中，加20ml（3.2）盐酸加热溶解，冷却后移入1000ml容量瓶中，用水定容。
3.12钴标准溶液：
ρ（Co）=20μg/ml，移取10ml钴标准贮存液（3.11）于500ml容量瓶中，加入20ml盐酸（3.2）用水定容，介质为2％HCl。
3.13钙标准贮存液：
ρ（Ca）=1000μg/ml，称取1.2486g碳酸钙基准试剂于250ml烧杯中，盖上表面皿，沿杯壁加入20ml盐酸（3.2），待溶解完全后，移入500ml容量瓶中，用水定容，该储存溶液每毫升含钙1000μg/ml。
3.14钙标准溶液：
ρ（Ca）=20μg/ml，移取10ml钙标准贮存液（3.13）于500ml容量瓶中，加入20ml盐酸（3.2）用水定容，介质为2％HCl。
3.15镁标准贮存液：
ρ（Mg）=1000μg/ml，称取经850OC灼烧2h的高纯氧化镁0.8291溶于20ml盐酸（3.2），待溶解完全后，移入500ml容量瓶中，用水定容，该储存溶液每毫升含镁1000μg/ml。
3.16镁标准溶液：
ρ（Mg）=20μg/ml，移取10ml镁标准贮存液（3.15）于500ml容量瓶中，加入20ml盐酸（3.2）用水定容，介质为2％HCl。
3.17铜标准贮存液：
ρ（Cu）=1000μg/ml，先用10%硝酸（3.3）将金属铜片（99.99%表面氧化物溶去，蒸馏水洗涤，再用无水乙醇淋洗两次，吹干。
称取已处理的铜片1.0000g于250ml烧杯中，盖上表面皿，加入10ml盐酸（3.2）、10ml硝酸（3.3），低温加热，待铜片溶解完全后，冷却，移入1000ml容量瓶中，蒸馏水定容，该储存溶液每毫升含铜1000μg/ml。
3.18铜标准溶液：
ρ（Cu）=20μg/ml，移取10ml铜标准贮存液（3.17）于500ml容量瓶中，加入20ml盐酸（3.3）用水定容，介质为2％HCl。
3.19锌标准贮存溶液：
ρ（Zn）=1000μg/ml，称取已于800±50OC灼烧至恒重的基准氧化锌0.6224g于烧杯中，加25ml（3.2）盐酸加热溶解，移入500ml容量瓶中，用水定容。
3.20锌标准溶液：
ρ（Zn）=20μg/ml，移取10ml锌标准贮存液（3.19）于500ml容量瓶中，加入20ml盐酸（3.2）用水定容，介质为2％HCl。
3.21锂标准储存液系列：
分别移取锂标准溶液（3.6）各0.00，5.00，7.50，10.00ml，置于4个100ml的容量瓶中，加HCl（3.2）4ml，用水定容，该标准系列分别为0.0，1.0，1.5，2.0μg/ml。
3.22Ni标准溶液系列：
分别移取Ni（3.8）标准溶液各0.00，5.00，10.00，15.00ml，置于4个容量瓶中，加盐酸（3.2）4ml，用水定容。
该标准系列分别为0.0，1.0，2.0，3.0μg/ml。
3.23Mn标准溶液系列：
分别移取Mn（3.10）标准溶液各0.00，5.00，10.00，15.00ml置于4个100ml容量瓶中，各加入HCl（3.2）4ml，用水定容摇匀。
该标准系列分别为0.0，1.0，2.0，3.0μg/ml。
3.22Co标准溶液系列：
分别移取Co（3.12）标准溶液各0.00，5.00，10.00，15.00ml，置于4个容量瓶中，加盐酸（3.2）4ml，用水定容。
该标准系列分别为0.0，1.0，2.0，3.0μg/ml。
3.23Ca标准溶液系列：
分别移取Ca（3.14）各0.00，5.00，10.00ml置于3个100ml容量瓶中，每瓶加入5ml硝酸锶溶液（3.4），用水定容。
该标准系列分别为0.0，1.0，2.0μg/ml。
3.24Mg标准溶液系列：
分别移取Mg（3.16）标准溶液各0.00，1.00，2.00ml置于3个100ml容量瓶中，各加入HCl（3.2）4ml，用水定容摇匀。
该标准系列分别为0.0，0.2，0.4μg/ml。
3.22Cu标准溶液系列：
分别移取Cu（3.18）标准溶液各0.00，5.00，10.00，15.00ml，置于4个容量瓶中，加盐酸（3.2）4ml，用水定容。
该标准系列分别为0.0，1.0，2.0，3.0μg/ml。
3.25Zn标准溶液系列：
分别移取Zn（3.20）各0.00，5.00，10.00，15.00ml置于4个100ml容量瓶中，各加入HCl（3.2）4ml，用水定容摇匀。
该标准系列分别为0.0，1.0，2.0，3.0μg/ml。
4分析步骤
取测铁所制备的样品溶液用于镍、钴、锌的测定，稀释400倍用于锂的测定，稀释1.25倍用于钙的测定，稀释20倍用于锰、镁、铜的测定。
试剂配制及分析步骤所用水均为二次蒸馏水。
按仪器工作条件，用线形最小二乘法拟合作标准曲线。
在序列里样品详细信息中，输入试样标识，试样称量，稀释比例，确定后按仪器提示进行操作，得出试样中杂质元素的含量。
三.差减重量法测定水分
1方法提要
样品在105-110°C烘干失去重量即为水分的含量。
2仪器
2.1恒温干燥箱
2.2电子天平
2.3称量瓶
3分析步骤
称取10克左右试样，放入经105-110°C烘干称至恒重的称量瓶中，半开瓶盖，放入干燥箱中在105-110°C烘干两小时，取出，置于干燥器中冷至室温，直至恒重，称重。
4分析结果的计算
按下式计算待测样品的水分含量
式中：
m0—空称量瓶的质量（g）；
m1—称量瓶加样品的质量（g）；
m2—称量瓶加样品经烘干后的质量（g）。
四.磷酸铁锂样品PH值的检测
1方法提要
取磷酸铁锂样品，按固液比（1：
10）溶解，在PH计上进行测量。
2试液的制备
称取5.0g试样，放入100ml烧杯中，加入50ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌5分钟，静置澄清，待测。
3试剂和仪器
3.1ZDJ-4A上海雷磁自动电位滴定仪
3.2标准溶液PH=6.86及PH=9.18的缓冲溶液
4测量步骤
4.1仪器预热：
打开仪器，将PH电极泡在纯水中，预热30min。
4.2仪器校正：
电极和温度计浸泡在PH为6.86的缓冲溶液（混合磷酸盐配制）中标定校正确认后，用蒸馏水冲洗三次后放入PH为9.18的缓冲溶液（四硼酸钠配制）中，标定按确认后即可。
4.3测量溶液：
将电极洗净，用滤纸轻轻擦干，放入制备的待测液中，待读数稳定后读取其PH值。
五．磷含量的检测
1方法提要
在硝酸溶液中，磷酸根与钒酸铵、钼酸铵生成可溶性的黄色络合物（P2O5·V2O5·22MOO3·nH2O）,根据颜色的强度进行比色，借此测定其含量。
2试剂
2.1无色销酸：
通入空气排尽二氧化氮；
2.2显色溶液的配制：
甲溶液：
钼酸铵溶液，将钼酸铵40g溶解于500ml水中
乙溶液：
钒酸铵溶液，将钒酸铵1g溶解于300ml热水中，加入除去游离二氧化氮的浓硝酸200ml。
显色溶液：
在搅拌下将甲液慢慢倒入乙液中，然后稀释为1000ml，如呈现混浊需过滤。
2.3磷标准溶液：
准确称取在105-110℃烘干的磷酸二氢钾0.4390g于100ml小烧杯中，加水溶解，转入100ml容量瓶中定容，此溶液相当于磷1.0000mg/ml，再分取此溶液10.00ml于100ml容量瓶中，用水定容，此溶液相当于磷0.1000mg/ml。
3分析手续
准确称取LiFePO4样品1.0000g于250ml烧杯中，用水润湿，加9mlHClO4，加热分解至高氯酸冒浓烟，待烟冒至少许，剩余高氯酸体积约3-5ml，取下冷却用水冲洗表面皿，转入100ml容量瓶中用水定容，摇匀澄清，分取5.00ml清液于100ml容量瓶中，用水定容，摇匀，再分取5.00ml此溶液于100ml容量瓶中，加1+1HNO32ml,加水至50ml左右，准确加入显色液25ml，用水定容，放置20分钟后于比色计385nm处比色，测定吸光度。
同时做空白实验。
标准工作曲线的绘制：
分取相当于P：
0.0、01、0.2、0.3、0.4、0.5mg的标准液于100ml容量瓶中，加1+1HNO32ml,加水至50ml左右，准确加入25ml显色液，用水定容，摇匀，放置20分钟后于385nm波长处比色，测定其吸光度，绘制标准曲线。
4分析结果的计算
按下式计算磷的含量：
m1—试样溶液测得P的毫克数;
m0—空白试样测得P的毫克数;
m—试样量（g）。
5注意事项
5．1温度对显色有影响，在10℃，显色时间约为20分钟。
15℃时可减少至10-15分钟。
在20℃时可减少至5分钟。
冬天可提高液温至20℃后显色。
但比色时应冷至室温。
5．2加盐酸，对测定磷有影响，因样品中铁含量较高，引入氯离子后生成黄色的三氯化铁。
六．碳含量的检测
1方法提要
红外光谱吸收法测定碳含量，无需加入滴定剂，而是通过碳在高温下生成二氧化碳，其通过碳通道在吸收池中对特定波长的红外光的吸收得出碳含量。
2试剂
2.1高纯氧气
2.2生铁（含碳量3.7％，含硫量0.058％）
2.3钨粒
2.4纯铁助熔剂
3仪器
3.1HW2000型高频红外碳－硫分析仪
3.2电子天平（sartourius，精密度0.0001g）
4分析步骤
4.1系数校正：
称取3至4个标样（约0.1500g）进行测量，对其校正后再反测标样，若所测的值与标样的差值在国家允许误差范围之内，则可以分析样品，否则应更换碳通道继续系数的校正。
4.2测定
称取样品约0.1500g于一次性坩埚中，加入纯铁助熔剂约0.4g，钨粒约1.5g，将坩埚放入升降炉中燃烧，记录碳含量的数据。
七.振实密度的测定
1.使用仪器
FZS-4型振实密度仪；电子天平；三面刻度量筒
2.测量
2.1称量
用电子天平称量量筒质量（精确到0.01）；用电子天平称取20.00g样品，放入量筒内；
2.2操作
打开振实密度测试仪电源开关；将盛有样品的量筒置于测试仪中；调节密度仪的测量时间为12分钟（约3000次）；
3.读数
待振实密度仪停止震动时，打开仓门，取出量筒并读数，如果振实后粉末上表面是水平的，则可直接读出粉末体积值；如果振实后粉末上表面不是水平的，则用振实后粉末上表面的最高和最低读数的平均值来确定振实后的粉末体积；
4.计算
粉末的振实密度由下式求出：
ρt=m/V
式中：
ρt—粉末的振实密度；g/cm3
m－粉末的质量，gV－振实后粉末的体积，cm3
求出结果后，将数据填入原始记录报告单；
5.填写质检报告单
填写质检报告单,编写归档号，并通过复核，归档；
6.注意事项
6.1每次试验前玻璃量筒的内壁保持干燥、清洁；
6.2玻璃量筒易破碎，操作时要注意，避免损坏量筒；
6.3潮湿样品在测定前要进行干燥，避免产生测量误差；
6.4测试仪启动前，应使量筒内粉末上表面保持同一水平。
八.粒度的测定
1.仪器、试剂
LS-POP（Ⅲ）型粒度仪、50ml量杯、蒸馏水
2.测量步骤
2.1仪器准备工作
参照LS-POP（Ⅲ）型粒度仪使用操作规程
2.2测试样品的准备：
2.2.1取少许样品放入一个50ml量杯，注入50ml水；
2.2.2将盛有溶液的量杯放进超声波震荡仪中，震动2~5分钟后取出，准备测
试；
2.3测试背景
单击“背景”选项，观察“背景”的颜色变化，系统正常运行时“背景”选项变灰；
2.4分析测试结果
当操作窗口的“背景”选项变为“分析”选项后，迅速将分散好的样品溶液倒入样品池中,然后点击“分析”选项,当“分析”两字自动变为“停止”,系统将分析出分析结果。
2.5保存测试报告
用户如需将测试报告保存下来,可单击菜单中的“文件”选项,单击“文件”下的“保存”按钮,然后屏幕跳出“存入”窗口，键入文件名,单击需要保存的“第N次报告”或者单击“全选”按钮,然后单击“确认”即可。
2.6打印测试报告
要打印当前的测试报告,可单击菜单栏中的“文件”选项,选择并单击“文件”下的“打印”按钮,然后屏幕跳出”打印”对话框,单击”确认”,即可打印粒度测试报告。
3.注意事项
3.1粒度仪全套设备应放置在干燥清洁的环境中；
3.2粒度仪全套设备在不用时应盖上致密的防尘布；
3.3傅立叶镜头与反自射棱镜的玻璃表面应定期用脱脂棉蘸上酒精---乙醚混和液擦洗；
3.4每天使用完毕后,样品池的内壁和玻璃表面都应清洗干净；
3.5粒度测试仪连续开机不宜超过四小时。
九.比表面积的测定
1．仪器、试剂
SA3100型比表面积分析仪、精确度最低为0.0001克的分析天平、纯度至少为99.99%氮气和氦气、液氮
2．测量步骤
2.1仪器准备工作—开机及预热
2.1.1将软盘插入软盘驱动器。
2.1.2仪器的电源线插入电源插座。
2.1.3按下黑色摇臂开关的顶端（标记为“I”）直到听到一声咔哒，仪器将会自动开启。
2.1.4仪器开启后将会自动启动预热程序，直到仪器内部温度达到45℃，压力达到0.00mm汞柱时仪器预热完毕。
2.2样品的称量及填装
套件放到分析天平中准确称取其重量，得出试样管套件的重量m1试样管套件包括试样管和试样管芯棒。
加样器将样品填充到样品管中，并把芯棒重新插入试样管。
2.3样品的脱气
2.3.1在仪器的主界面上按Outgas按钮进入脱气屏，设置脱气温度为200℃，脱气时间为20min。
（注意：
设置的脱气温度不能使被分析的样品由于高温而分解）。
填充好样品的样品管接到脱气端口，并在显示屏上输入不多8位数的样品名称。
2.3.3当以上几步都做好后按StartOutgas按钮，仪器将自动给样品进行脱气，这一过程大概需要60分钟。
Outgassed时表示仪器已经完成脱气工作，按下Ok按钮将样品管从脱气端口中取出并盖上试样管套帽后可以进行下一下操作。
2.4称重
2。
2-m1得出样品的质量m。
2.5分析
饱和管和样品管分别接在饱和管和样品管端口。
Analysis按钮使仪器进入分析屏，按NextAnalysis按钮选择要分析的样品名称，同时也可以新建一个样品名称。
84到105千帕之间，如果不在此范围内应马上调节。
按StartAnalysis按钮开始分析。
这一过程大约需要30分钟左右。
Yes键这时分析完成，屏幕上将会显示结果。
将结果记录下来，然后可以进行下一个样品的分析或脱气工作。
2.6结果的保存
当仪器闲置时（即仪器显示屏的左下角出现idle的字样时）可以将仪器内的软盘取出，然后利用专用的看图程序将图打开，这时可以看到样品的所有注册信息及分析结果和分析曲线，同时也可以将结果拷出保存，留作以后查看。
（注意：
每张软盘只能保存9个样品的分析结果和分析曲线，要及时将结果考出，以免数据丢失。
）
3．关机
3.1当仪器显示屏的左下角出现idlestate的字样时就可以按下黑色摇臂开关的下端（标记为“○”）直到听到一声咔哒，这时仪器已经关机。
3.2将氮气罐和氦气罐的总阀门关掉，以免发生泄露。
4．注意事项
4.1使用液氮时要非常小心，一定要带上护目镜和低温防护手套以免液氮溅到皮肤上造成冻伤。
（液氮的温度为-196℃）
4.2严禁在液氮罐附近抽烟和使用明火。
4.3不要将液氮转移到非绝缘的容器中，只能使用真空瓶。
在初次使用之前，必须将少量的液氮在容器中轻轻摇晃进行预冷，以避免温度急变导致破裂。
4.3装有氮气和氦气的钢瓶的气阀一定要能够承受足够的压力，因为一旦气阀破裂，由于快速逃逸的气体，气瓶将变成一个可穿透墙壁的导弹。
4.4仪器在分析时，如果真空瓶已经提升，一旦停电而又不能在10分钟内来电的话，就要慢慢将饱和管和样品管从端口中卸下，连同真空瓶一起拿下来，以免液氮蒸发完后试管发生爆裂。
4.5仪器显示屏的左下角没有出现idle的字样时不准把软盘从软盘驱动器中取出，以免造成死机。
4.6气瓶压力必须不小于700千帕，否则就要更换气瓶。
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