双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐中氟离子检测方案(离子色谱仪)

thermoscientific 离子色谱法测定双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐中氟离子含量 李德文钟新林 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 关键词 离子色谱双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐氟离子 目标 建立一种简单的离子色谱方法测定双三氟甲磺酰亚胺锂盐中氟离子的方法。在选定的色谱条件下，氟离子和常规阴离子有较好的分离度，氟离子的检测限达到0.001 mg/L， 固体样品中检测限达到0.1 mg/kg，线性范围0.010-0.500 mg/L，线性相关系数0.9999。 引言 近年来，随着国家对新能源汽车行业的支持力度越来越大，行业正在经历高速的发展。电动汽车最主要的零部件就是电池，续航能力一直都是阻碍电动汽车发展的主要因素，这也是消费者最关注的主要问题之一。因而发展大容量，高性能，高安全性的电池成为行业健康发展首要解决的重大问题。 电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一，号称锂离子电池的“血液”，，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(比如：六氟磷酸磷， LiPF6)、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。电解质锂盐是电解液中的关键成分，因而电解质锂盐的质量直接决定了电池质量的高低。 目前通常所用用 LiPF6(六氟磷酸锂)分解温度低，从60℃开始就有少量分解，在较高温度或恶劣的环境下，分解的比例大大增加，产生HF(氢氟酸)等游离酸，从而使电解液酸化，最终导致电极材料的损坏以及电池性能的急剧恶化。双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐作为一种具有较高 的电化学稳定性和电导率的新型电解质锂盐，受关注程度正日益增加。 三氟甲磺酰亚胺锂盐的纯度是其产品质量酌首要指标。产品中氟离子由生产过程引入，氟离子含量高低直接影响到电池的安全性和性能。离子色谱法检测阴离子的是其主要的优势项目，专属性好、灵敏度高，且可同时测定多种阴离子，已广泛应用于多种阴离子的检测。 仪器 Thermo ScientificM DionexTM Integrion 离子色谱系统，包括：等度泵，真空脱气机，淋洗液发生器( EGC 500 KOH )，柱温控制箱，高压六通进样阀，电导检测器。 Thermo Scientific Dionex AS-AP 自动进样器Chromeleon Chromatography Data System 7.2 Thermo Scientific TM Target2TM Nylon Syringe Filters(0.45 pm， 30 mm， P/NF2500-1) 一次性使用无菌注射器，1mL(上海米沙瓦医科工业有限公司) 试剂和标准品 去离子水 ( Thermo Scientific GenPure Pro UV-TOC， P/N：50131948) 水中氟离子(国家标准物质研究中心，浓度1000 mg/L) 标准溶液的制备 取适量氟离子标准品溶液(1000 mg/L)，以水逐级稀释成浓度分别为0.010、0.020，0.050、0.100、0.500 mg/L的标准工作溶液。 样品前处理 准确称取1.0g样品用去离子水稀释到100 mL， 配置成样品浓度 10.0 g/L 的待测液， 0.22pm 滤膜过滤后，直接进样分析。 实验条件 分析柱： lonPac AS23分离柱，5x250 mm (P/N：064149) 保护柱： lonPac AG23保护柱，4 mm x50 mm(P/N：064147) 淋洗液：-6.0-10.0 min 4.0 mM KOH10.0-20.0 min 4.0-80 mM KOH 20.0-68.0min 80 mM 流速：：1.0 mL/min 定量环：5uL 柱温：30℃ 检测器：电导检测 抑制器：阴离子自动电解连续再生微膜抑制器 AERS 500 4-mm(P/N： 082540)，抑制器外接水，流速1.0 mL/min 抑制电流198mA 背压：2235psi 背景电导：0.65 uS 结果与讨论 图1.浓度为10.0g/L的样品中氟离子的分离谱图 IonPac AS23 色谱柱是以 KOH 为液洗液的高容量阴离子交换柱，在高样品基体的溶液中依然对氟离子有非常好的分离度，且峰形很好。 方法重现性 为考察方法的重现性，连续进浓度为 10.0g/L的样品溶液7次，被测离子的保留时间(tR)和色谱峰面积(A)的相对标准偏差(RSD)分别为0.04%和1.38%，如图2所示。依次进样氟离子标准工作溶液，以氟离子离子的浓度(c， ug/L)为横坐标，以色谱峰面积(A)的平均值为纵坐标，绘制标准工作曲线，考察线性范围，如图3所示，线性曲线为A=0.0001c-0.0002，R=0.9999，线性范围0.010-0.500 mg/L。以信噪比 S/N=3计算方法对氟离子的检测线(LOD) 为0.001 mg/L。 图2.浓度为10.0 g/L的样品溶液连续进样7次色谱图 图3.标准氟离子溶液色谱图 为了考察该方法的可靠性，在10.0 g/L的样品溶液中分别加入不同浓度的氟离子标准溶液，进行加标回收实验，加标回收率见表1，加标回收率良好，可见样品分析方法可靠。 表1.样品加入不同浓度的氟离子加标回收率 样品含量 加标量 加标后含量 回收率 平均回收率 (ug/L) (ug/L) (pg/L) (%) 40.00 102.40 99.2 40.00 102.78 100.2 40.00 103.20 101.2 80.00 145.67 103.7 62.72 80.00 144.13 101.8 100.9% 80.00 144.42 102.1 120.00 183.26 100.5 120.00 182.57 100.4 120.00 181.09 98.6 结论 本方法利用离子色谱法直接测定双三氟甲磺酰亚胺锂盐中痕量氟离子，操作简单，方法灵敏度高，精密度和加标回收率良好，检测限达到了0.1 mg/kg，i，可用于控制双三氟甲磺酰亚胺锂盐中痕量氟离子的含量 S CIENTIFIC thermoscientific支持手机用户)A Thermo Fisher Scientific Brand