四川ICP-OES ICPOES分析

钢研纳克国产ICP光谱仪测定锂离子电池电解液中的杂质元素
1 前言
锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐（六氟磷酸锂）和（酯类）组成，金属杂质直接影响锂离子在电解液中的传导以及电极的容量和寿命。金属杂质离子具有比锂离子低的还原电位，因此在充电过程中，金属杂质离子将首先嵌入到碳负极中，减少了锂离子嵌入的位置，减少了锂离子电池的可逆容量。高浓度的金属杂质离子的含量不仅会导致锂离子电池可逆比容量的下降，而且金属杂质离子的析出还可能导致石墨电极表面无法形成有效的钝化层，使整个电池遭到破坏，但低浓度的金属杂质离子对电池性能影响不大。各金属含量应小于0.002%，一般应为0.001%左右。[1]但实际生产中要求更低，实验中使用客户实际样品，应客户要求待分析元素为K、Na、Ca、Fe、Pb、Cr。
2.实验部分
2.1 仪器简介
电感耦合等离子体原子发射光谱仪简称 ICP-AES ，文中使用我公司推出的全谱型光谱仪Plasma2000。 
2.2  样品前处理
样品为**液态溶液。采用两种前处理方法：
方法（1）无机进样[2]。将5g样品置于聚四氟乙烯烧杯中，200℃加热至干，稍冷后加20mlHNO3，低温至全部溶解、蒸干，加10mlHNO3低温反应10分钟后加入1mlH2O2，低温待反应完毕后冷却，然后定容到25ml容量瓶中。
方法（2）直接**进样。将5g样品置于塑料瓶中，加入不同质量的标油，再加入一定量的无水，定量到10g，摇匀。
2.3 仪器参数
Plasma2000：
方法（1）：功率 1.20KW，冷却气流量 15.0 L/min，气流量 0.5L/min，载气流量 0.5 L/min，蠕动泵泵速 20 rpm。玻璃雾化系统和矩管。
方法（2）：功率 1.35KW，冷却气流量 18.0 L/min，气流量 0.5L/min，载气流量 0.35 L/min，蠕动泵泵速 20 rpm，氧气流量10ml/min。带冷却功能的玻璃雾化系统和矩管。
4.结论
    使用电感耦合等离子体全谱仪ICP-2000分析锂离子电池电解液时，直接**进样*前处理，空白低，因此大大缩短了实验时间，提高了仪器的检出能力，可以测试1μg/g的元素含量。使用标准加入法可以消除基体对结果的干扰。

钢研纳克ICP光谱仪 Plasma2000测定镍钴锰酸锂的10种元素含量
关键词：Plasma2000，ICP-OES，锂离子电池，镍钴锰酸锂，三元材料
前言
锂离子电池作为二次电池依靠锂离子在正负极之间移动实现电能与化学能的转化，因重量轻、能量密度大、使用寿命长、环保等特点而备受青睐，作为消费类电子电池和工业动力电池广泛应用诸多领域。锂离子电池的正极材料主要有镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂以及磷酸铁锂等。层状Li-Ni-Co-Mn-O系列材料（简称三元材料）是目前研究热门的电池正极材料之一，具有比容量高、成本较低、循环性能稳定、安全性能较好的特点，逐步成为小型通讯和小型动力领域应用的主流正极材料。材料生产过程会添加元素以实现材料改性为目的，然而杂质的存在也直接关系到电池的使用性能和寿命，因此准确测定电池正极材料的元素含量对控制电池产品质量非常重要。本实验采用ICP-OES法测定镍钴锰酸锂中Co、Mn、Ni、Na、Mg、Fe、V、Ca、Al、Cr等元素含量。
仪器优势
Plasma 2000 电感耦合等离子体发射光谱仪（钢研纳克技术股份有限公司）是一种使用方便、操作简单、测试快速的全谱ICP-OES分析仪，具有良好的分析精度和稳定性。仪器特点如下：
固态射频发生器，**高稳定光源；
大面积背照式CCD芯片，宽动态范围；
中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构，体积小巧；
多元素同时分析，全谱瞬态直读。
Plasma 2000型ICP-OES光谱仪
样品前处理
准确称取0.1000 g(至±0.0001 g)样品，加入10 mL稀盐酸（1:1），当样品不再溶解加入2 mL硝酸低温加热，待样品反应完全后冷却定容至100 mL容量瓶（溶液A）。准确移取定容后的溶液10.00 mL至100mL容量瓶，加入5mL浓盐酸定容待测（溶液B）。
样品溶解图解
仪器参数
仪器工作参数 设定值 仪器工作参数 设定值
射频功率／W 1200 气流速／L·min-1 0.5
冷却气流速／L·min-1 14.5 蠕动泵转速/rpm 20
载气流速／L·min-1 0.5 进样时间/s 25
样品
选用未知样品进行测试
典型元素谱线
标样 浓度 计算值 误差
标准1 0.005 0.0051 -0.0001%
标准2 0.01 0.0098 0.0002%
标准3 0.05 0.0499 0.0001%
标准4 0.1 0.1001 -0.0001%
标样 浓度 计算值 误差
标准1 0.005 0.0049 0.0001%
标准2 0.01 0.0100 0%
标准3 0.05 0.0500 0.0002%
标准4 0.1 0.1001 -0.0001%
标样 浓度 计算值 误差
标准1 0.005 0.0050 0%
标准2 0.01 0.0100 0%
标准3 0.05 0.0498 0.0002%
标准4 0.1 0.1001 -0.0001%
准确度及方法回收率
元素 测定值/% 加标量% 加标回收率%
Co 17.52 10 97.1
Mn 17.33 10 102.8
Ni 21.68 20 104
Na 0.0814 0.1 98
Mg 0.0389 0.05 99.3
Fe 0.0553 0.05 104.8
V <0.0003（0.0002） 0.005 106
Ca 0.0418 0.05 100.2
Al 0.0533 0.05 93.4
Cr 0.0015 0.005 102
方法测定下限
在仪器工作条件下对标准溶液系列的空白溶液连续测定11次，以10倍标准偏差计算方法中各待测元素的测定下限。
 各元素的分析谱线及测定下限
元素 谱线/nm 测定下限/%
Co* 238.892 --
Mn* 257.610 --
Ni* 341.476 --
Na 589.592 0.0039
Mg 280.271 0.0017
Fe 238.204 0.0003
V 309.311 0.0003
Ca 396.847 0.0003
Al 396.152 0.0021
Cr 283.563 0.0009
    注：*为主量元素，不测检出限
结论
利用Plasma 2000光谱仪对镍钴锰酸锂中元素进行测定，下限在0.0003-0.004%，微量元素回收率均在90%-110%之间。综上，Plasma 2000能够快速、准确、可靠的测定镍钴锰酸锂三元材料中的主量和微量元素。

钢研纳克Plasma2000ICP光谱仪测定中低合金钢中12种元素
关键词：Plasma2000，ICP-OES，中低合金钢，全谱瞬态直读
引言
中低合金钢是在碳钢的基础上加入少量合金元素得到的一类结构用钢。低合金高强度钢可以用较少的合金元素获得高的综合力学性能，以达到改善钢的性能，满足使用且成本低廉。中低合金钢中合金元素的含量测定十分重要。本文采用钢研纳克Plasma2000型电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-OES） 对中低合金钢中的Si，Mn，P，Cr，Ni，Mo，V，Ti，Al、Cu、Co、Y等12种常见元素的含量进行了测定，标准样品测试结果吻合，效果满意。
仪器特点
    Plasma 2000 电感耦合等离子体原子发射光谱仪（钢研纳克技术股份有限公司）是一种使用方便、操作简单、测试快速的全谱ICP-OES分析仪，具有良好的分析精度和稳定性。仪器特点如下：
 固态射频发生器，**高稳定光源；
 大面积背照式CCD芯片，宽动态范围；
 中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构，体积小巧；
 多元素同时分析，全谱瞬态直读。
样品前处理
参考国标GB/T 20125-2006《低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法》，准确称取1.0000 g试样，加入盐酸、硝酸混合酸分解，如有不溶碳化物，加冒烟，以混酸溶解盐类，冷却状态下加入氢氟酸，试液稀释至一定体积，干过滤。
样品溶解图解
仪器参数
仪器工作参数 设定值 仪器工作参数 设定值
射频功率／W 1350 气流速／L·min-1 0.5
冷却气流速／L·min-1 13.5 蠕动泵转速/rpm 20
载气流速／L·min-1 0.5 进样时间/s 25
标准样品
选用标准样品进行测试
标样编号 标样名称
GBW(E)010026a 碳钢35#
YSBC 11213-93 CrMnSiNiMo
YSB14134-2001 焊条钢
BH 0640-1 45CrNiWV
YSBC11121-95 15钢
典型元素谱线
方法检出限
在选定工作条件下对标准溶液系列的空白溶液连续测定11次，以3倍标准偏差计算方法中各待测元素检出限，以10倍标准偏差计算方法中各待测元素的测定下限。
 各元素的谱线和方法检出限 
元素 谱线/nm 方法检出限/% 测定下限/%
结论
参考标准GBT 20125-2006，利用Plasma 2000电感耦合等离子体发射光谱仪对中低合金钢中Al、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、P、Ti、V、Y、Si等12种元素进行测定，方法检出限在0.00003%~0.0004%之间，结果与标样认定值一致。该方法应用范围广泛，对屑状、丝状等火花光谱无法的样品也能分析。 Plasma 2000能够快速、准确、可靠的测定中低合金钢中的Al、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、P、Ti、V、Y、Si等12种元素。
仪器优点
1.  优异的光学系统
2.  固态射频发生器，体积更加小巧
3.  流程自动化，状态及自动保护
4.  科研级器，较高的紫外**化效率
5.  强大分析谱线
6.  信息直观丰富
7.  多窗口多方法
8.  编辑功能强大
9.  智能谱图标定
10.智能干扰矫正

Plasma 2000仪器特点
稳健的全固态光源
 全固态射频发生器，体积小、效率高，全自动负载匹配，速度快、精度高，能适应各种复杂基体样品及挥发性的测试，具有优异的长期稳定性。
 垂直炬管的设计，具有更好的样品耐受性，减少了清洁需求，降低了备用炬管的消耗。
 简洁的炬管安装定位设计，快速定位，的位置重现。 
 实时仪器运行参数，高性能CAN工业现场总线，**通讯可靠。
精密的光学系统
中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构，使用**纯SiO2棱镜，高光路传输效率，保证了深紫外区的元素测量。
 优化的光学设计，采用非球面光学元件，改善成像质量，提高光谱采集效率。
光室多点充气技术，缩短光室充气时间，提高紫外光谱灵敏度及稳定性，开机即可测量。
光室气路立，可充氮气或氩气。
  包围式立体控温系统，**光学系统长期稳定无漂移。
进样系统
仪器配备系列经过优化的进样系统，可用于、高盐/复杂基体样品、含氢氟酸等样品的测试。
使用一体式炬管，易于维护，转换快速，使用成本低。
使用质量流量控制器控制冷却气、气和载气的流量，流量连续可调，**测试性能长期稳定。
4通道12滚轮蠕动泵，泵速连续可调，确保样品导入稳定性。
器
大面积背照式CCD器, 全谱段响应，高紫外**化效率，抗饱和溢出，具有较宽的动态范围和较快的信号处理速度。
 一次曝光，完成全谱光谱信号的采集读取，从而获得更为快速、准确的分析结果。
 同类产品中靶面尺寸，**像素，单像素面积24μm X 24μm，半导体制冷,制冷温度-35℃，具有更低的噪声和更好的稳定性。
软件系统
人性化的界面设计，流畅易懂，简便易用，针对分析应用优化的软件系统，无须复杂的方法开发，即可快速开展分析操作。
多窗口多方法分析程序，可同时测量、编辑、查看不同的方法数据。
软件谱线库具有7万多条谱线库，智能提示潜在干扰元素，帮助用户合理选择分析谱线。
提供多样化的标准系列编辑模式，支持先测试后设置标准、“三明治”方法测试样品等多种曲线校准模式。
软件支持标准曲线法、标准加入法等分析方法，具有扣除空白、内标校正、干扰校正等多种数据处理方法。
轻松的测试方式设置，直观的测试结果显示，具有多种报表输出格式。
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