本發(fā)明涉及一種電池殼體表面鋰元素檢測(cè)，特別涉及到一種火焰原子吸收法測(cè)定電池殼體表面殘留鋰鹽的樣品處理方法。
背景技術(shù)：
由于在鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)電池殼體中的電芯進(jìn)行灌注電解液，然而由于灌注的方式問(wèn)題，導(dǎo)致灌注過(guò)程中有大量電解液殘留在電池殼體上，殘留的電解液中含有有機(jī)溶劑和鋰鹽，而鋰鹽對(duì)我們生產(chǎn)的電池模組和電池包均有嚴(yán)重的腐蝕作用，腐蝕電池包中的電池控制管理系統(tǒng)，造成電池充放電失控，影響的了電池的安全及電池壽命。因此需要對(duì)電池殼體上殘留的鋰鹽進(jìn)行定量分析，常見(jiàn)的鋰鹽定量分析方法有火焰原子吸收法、ICP-OES、離子色譜法。
離子色譜法：由于電池殼體上殘留的鋰鹽接觸空氣水分，造成水解，使用離子色譜法進(jìn)行鋰鹽陰離子分析無(wú)法準(zhǔn)確定量，而是使用陽(yáng)離子模式分析其測(cè)試穩(wěn)定性差，準(zhǔn)確度差。ICP-OES：其分析速度快，線形范圍寬。但是由于儀器使用成本高，加之該方法屬于原子發(fā)射光譜，其譜線干擾嚴(yán)重?；鹧嬖游辗ǎ鹤V線干擾少，分析速度快，準(zhǔn)確度高。采用火焰原子吸收法測(cè)定金屬鋰的方法已有很多，但未有針對(duì)電池殼體殘留鋰鹽含量分析較為合適的樣品前處理方法。因此需要找到一種合適的樣品處理方法進(jìn)行測(cè)定分析。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種火焰原子吸收法測(cè)定電池殼體表面殘留鋰鹽的樣品處理方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種火焰原子吸收法測(cè)定電池殼體表面殘留鋰鹽的樣品處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)取注過(guò)電解液未清洗的電池放置在200ml玻璃燒杯中，用碳酸二甲酯清洗電池表面，清洗完畢后繼續(xù)加入碳酸二甲酯至淹沒(méi)整只電池，通風(fēng)靜置30min，超聲清洗10min萃取鋰鹽；
(2)超聲清洗完畢后將電池取出晾干，用硝酸溶液對(duì)電池外殼進(jìn)行清洗，清洗完畢后繼續(xù)加入硝酸溶液至淹沒(méi)整只電池，通風(fēng)靜置30min，在60℃溫度下超聲清洗10min萃取鋰鹽，用硝酸溶液重洗電池殼體2次；
(3)將(1)中碳酸二甲酯萃取液進(jìn)行濃縮，將溶液濃縮到剩下20ml后將其轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，取硝酸溶液加入到分析漏斗中進(jìn)行震蕩萃取，將分離出來(lái)硝酸相移入到(2)中硝酸萃取液中；
(4)將合并后的硝酸萃取液加熱趕酸，趕酸完畢后將剩余的溶液移入到200ml的玻璃容量瓶中，加入1％的氯化銫溶液1ml，以去離子水定容并搖勻得待測(cè)溶液；
(5)采用相同的方法進(jìn)行空白處理，將處理完畢的空白移入200ml玻璃容量瓶，加入1％的氯化銫溶液1ml，以去離子水定容并搖勻得空白溶液；
(6)分別移取一組檢測(cè)的鋰離子不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液于容量瓶中，用硝酸溶液定容，采用火焰原子吸收光譜分析法測(cè)定其中鋰離子含量對(duì)應(yīng)的吸收值，繪制成待檢測(cè)鋰元素的吸收值-鋰離子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；
(7)將待測(cè)溶液和空白溶液分別稀釋相同倍數(shù)，用硝酸溶液定容，得待測(cè)樣品和空白樣品，采用火焰原子吸收光譜分析法分別對(duì)待測(cè)樣品和空白樣品進(jìn)行檢測(cè)。
優(yōu)選的，所述硝酸溶液濃度為5-10％。
優(yōu)選的，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰中的至少一種。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用碳酸二甲酯與硝酸溶液對(duì)電池殼體表面殘留鋰鹽進(jìn)行溶解的聯(lián)合前處理手段，使電池殼體表面的殘留鋰鹽能夠完全的溶解洗脫下來(lái)。首先使用碳酸二甲酯對(duì)電池殼體表面進(jìn)行清洗和萃取，其作用在于電池殼體表面的殘留是電解液，而碳酸二甲酯是常用的電解液溶劑，其可以更好的將殼體上沾污的電解液溶解下來(lái)，加之使用超聲波清洗的作用，能更好的溶解鋰鹽。但是由于鋰鹽在空氣中水解反應(yīng)，單獨(dú)使用有機(jī)溶劑洗脫殼體上的鋰鹽還不能徹底的萃取出來(lái)，因此采用5-10％硝酸溶液繼續(xù)對(duì)碳酸二甲酯洗脫過(guò)的電池進(jìn)行超聲浸泡萃取鋰鹽，這樣一來(lái)就能夠完全的將電池殼體上的鋰鹽全部洗脫下來(lái)。但對(duì)于使用火焰原子吸收法測(cè)定鋰鹽來(lái)說(shuō)，樣品中混入的有機(jī)溶劑會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的基體干擾，因此必須除去碳酸二甲酯，使用液液萃取的方法將碳酸二甲酯中的鋰鹽萃取到硝酸溶液中，有效的避免了有機(jī)溶劑的干擾。使用氯化銫作為電離抑制劑加入到樣品和樣品空白中有效抑制鋰的電離。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明鋰的標(biāo)準(zhǔn)曲線示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
一種火焰原子吸收法測(cè)定電池殼體表面殘留鋰鹽的樣品處理方法，其包括以下步驟：
(1)取注過(guò)電解液未清洗的電池放置在200ml玻璃燒杯中，用碳酸二甲酯清洗電池表面，清洗完畢后繼續(xù)加入碳酸二甲酯至淹沒(méi)整只電池，通風(fēng)靜置30min，超聲清洗10min萃取鋰鹽；
(2)超聲清洗完畢后將電池取出晾干，用硝酸溶液對(duì)電池外殼進(jìn)行清洗，清洗完畢后繼續(xù)加入硝酸溶液至淹沒(méi)整只電池，通風(fēng)靜置30min，在60℃溫度下超聲清洗10min萃取鋰鹽，用硝酸溶液重洗電池殼體2次；
(3)將(1)中碳酸二甲酯萃取液進(jìn)行濃縮，將溶液濃縮到剩下20ml后將其轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，取硝酸溶液加入到分析漏斗中進(jìn)行震蕩萃取，將分離出來(lái)硝酸相移入到(2)中硝酸萃取液中；
(4)將合并后的硝酸萃取液加熱趕酸，趕酸完畢后將剩余的溶液移入到200ml的玻璃容量瓶中，加入1％的氯化銫溶液1ml，以去離子水定容并搖勻得待測(cè)溶液；
(5)采用相同的方法進(jìn)行空白處理，將處理完畢的空白移入200ml玻璃容量瓶，加入1％的氯化銫溶液1ml，以去離子水定容并搖勻得空白溶液；
(6)分別移取一組檢測(cè)的鋰離子不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液于容量瓶中，用硝酸溶液定容，采用火焰原子吸收光譜分析法測(cè)定其中鋰離子含量對(duì)應(yīng)的吸收值，繪制成待檢測(cè)鋰元素的吸收值-鋰離子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；
(7)將待測(cè)溶液和空白溶液分別稀釋相同倍數(shù)，用硝酸溶液定容，得待測(cè)樣品和空白樣品，采用火焰原子吸收光譜分析法分別對(duì)待測(cè)樣品和空白樣品進(jìn)行檢測(cè)。
本發(fā)明具體實(shí)驗(yàn)測(cè)試：
1.1儀器設(shè)備
AAS-900原子吸收光譜儀(美國(guó)鉑金埃爾默)，可調(diào)電熱板，UPR-10T超純水機(jī)(西安優(yōu)普)，鋰空心陰極燈(北京有色研究院)，超聲清洗機(jī)(聲彥)，氮吹儀(安譜)，萬(wàn)分之一電子天平(梅特勒托利多)，分液漏斗。
1.2試劑及溶液
硝酸，優(yōu)級(jí)純(68-70％)國(guó)藥化學(xué)試劑(上海)；(3)鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000ug/ml，北京有色研究院；(4)去離子水，電阻率≥18兆歐.厘米；(5)碳酸二甲酯，色譜純，阿拉丁化學(xué)試劑；(6)氯化銫，優(yōu)級(jí)純，阿拉丁化學(xué)試劑。
1.3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
(1)1％的氯化銫溶液：稱取1.000克氯化銫至燒杯中，使用適量去離子水溶解，轉(zhuǎn)移到100ml玻璃容量瓶中并使用去離子水定容。
(2)5-10％硝酸溶液：吸取5-10ml濃硝酸到100ml玻璃容量瓶中并使用去離子水定容。
(3)鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液：將鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000ug/ml)：逐級(jí)稀釋為濃度是0.2ug/ml、0.4ug/ml、0.8ug/ml、1.0ug/ml的鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液。
以火焰原子吸收光譜分析儀器采用主靈敏線測(cè)試分別檢測(cè)不同離子濃度的鋰離子離子的吸收值，以吸收值為基礎(chǔ)分別繪制擬合為對(duì)應(yīng)的鋰元素的吸收值-鋰離子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果列于圖1。
1.4樣品處理步驟
(1)取同一批次兩只未清洗的電池，分別放置在200ml的玻璃燒杯中，使用碳酸二甲酯分別對(duì)兩只電池進(jìn)行清洗并浸泡30min，然后將燒杯放置到超聲清洗機(jī)內(nèi)超聲10min。超聲完畢后將兩只電池拿出使用碳酸二甲酯進(jìn)行清洗下，將其放置在兩個(gè)空燒杯中晾干。
(2)使用5-10％的硝酸溶液對(duì)電池外殼進(jìn)行清洗，清洗后繼續(xù)加入5-10％的硝酸溶液，加入溶液剛好淹沒(méi)整只電池，放置在通風(fēng)櫥中靜置30min。然后將其放置在超聲波清洗機(jī)內(nèi)10min超聲并打開(kāi)加熱功能，加熱溫度設(shè)定為60℃。然后將電池拿出，并用5-10％硝酸溶液重洗電池殼體2次。
(3)將步驟(1)中碳酸二甲酯萃取液放置到氮吹儀中，使用氮吹的方式進(jìn)行萃取液濃縮，將溶液濃縮到剩下20ml后將其轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，取5-10％的硝酸溶液加入到分析漏斗中進(jìn)行震蕩萃取，使溶解到碳酸二甲酯中的鋰鹽萃取到硝酸相中，將分離出來(lái)硝酸相移入到步驟(2)中硝酸萃取液中。
(4)將合并后的硝酸萃取液放置在可控溫電熱板上進(jìn)行加熱趕酸，趕酸完畢后將剩余的溶液移入到200ml的玻璃容量瓶中，加入1％的氯化銫溶液1ml，使用去離子水定容并搖勻。
(5)采用相同的方法進(jìn)行樣品空白處理，樣品和空白一并進(jìn)行前處理，將處理完畢的樣品空白移入200ml玻璃容量瓶，加入1％的氯化銫溶液1ml，使用去離子水定容并搖勻。
(6)分別移取一組檢測(cè)的鋰離子不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液于容量瓶中，用硝酸溶液定容，采用火焰原子吸收光譜分析法測(cè)定其中鋰離子含量對(duì)應(yīng)的吸收值，繪制成待檢測(cè)鋰元素的吸收值-鋰離子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；
(7)將待測(cè)溶液和空白溶液分別稀釋相同倍數(shù)，用硝酸溶液定容，得待測(cè)樣品和空白樣品，采用火焰原子吸收光譜分析法分別對(duì)待測(cè)樣品和空白樣品進(jìn)行檢測(cè)。
1.5儀器分析
(1)儀器條件：波長(zhǎng)670.8nm，光譜帶寬0.4nm,燈電流10mA，空氣：10升/分，乙炔流量：3升/分，燃燒頭高度：10mm。
(2)化學(xué)改進(jìn)劑的加入：通過(guò)加入化學(xué)改進(jìn)劑來(lái)抑制樣品溶液中金屬離子的干擾，提高測(cè)試準(zhǔn)確度?？刂苹瘜W(xué)改進(jìn)劑的加入量，加入濃度為1％的氯化銫溶液1ml，要求樣品空白加入相同濃度的氯化銫溶液，其空白吸光度需在0.05Abs以下。
表1是標(biāo)準(zhǔn)曲線及樣品測(cè)試結(jié)果。
表1
曲線方程：Y＝0.343x+0.005R＝0.999
(2)加標(biāo)回收率試驗(yàn)
通過(guò)加標(biāo)回收率試驗(yàn)，對(duì)1號(hào)和2號(hào)待測(cè)樣品加標(biāo)測(cè)試，其測(cè)試回收率滿足實(shí)驗(yàn)要求，其方法準(zhǔn)確度高。
通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比，以及采用適當(dāng)?shù)那疤幚矸椒?，使用火焰原子吸收光譜法測(cè)定鋰含量，其加標(biāo)回收率在95-110％之間，精密度，準(zhǔn)確度均滿足電池生產(chǎn)過(guò)程中電池殼體電解液鋰鹽殘留含量的測(cè)定，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中清洗工序上清洗后的電池表面殘留鋰鹽測(cè)試也是適用的，其方法靈敏度高、準(zhǔn)確度好。