NCM(Li)元素含量与混合均匀性

三元锂电正极材料中（Li\Ni\Co\Mn）含量快速测定——单波长激发-能量色散X射线荧光光谱与快速基本参数法一、应用概述三元正极材料由锂、镍、钴、锰盐等前驱体组成，其中混料环节直接影响最终产品质量，最为主要的是主量元素摩尔比和混样均匀性。行业通常采用化学滴定测定锂含量，采用ICP测定金属元素（镍、钴、锰以及杂质元素等）含量，方法繁琐且耗费大量人力物力，滞后于生产混样环节的连续性要求。单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪PHECDA系列可以同步分析三元材料中主量元素以及微量杂质，先进的快速基本参数法-Fast FP 2.0通过对全谱拟合，精确得到三元材料中锂（Li）含量。方法制样简单，分析速度快，为三元锂电材料元素定量分析提供更为精确与可行的解决方案。二、方法原理1）硬件核心技术：单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪（HS XRF）发明专利:ZL 2017 1 0285264.XX 射线管出射谱经双曲面弯晶单色化聚焦入射样品，消除X射线管韧致辐射所产生的散射线背景，同时光路形成偏振消光光路，进一步降低单色化入射射线散射线背景。聚焦激发，增加有限的SDD窗口面积接收样品元素荧光射线强度，实现对元素的高灵敏度检测。2）软件核心技术：快速基本参数法（Fast FP2.0）快速基本参数法Fast FP2.0解决XRF基体效应、元素间吸收增强效应、探测器各种效应等对定量的不确定性；基本参数库和先进数学模型相结合；少量标样进一步提升元素定量精度；快速基本参数法全谱拟合得到Li含量。三、性能数据1）重复性精度表：5系NCM前驱体混合样重复性测试（单位：%）说明：对于混合均匀的NCM正极材料，7次平行制样，单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪PHECDA-ECO与Fast FP2.0测定，Li- RSD＜0.35%，Ni/Co/Mn- RSD＜0.2%。2）准确性对比表：NCM与NCA实验室分析方法准确度对比说明：1.样品由前驱体相应比例均匀混合制样；2.采用准确定值样品建立校正曲线，与化学法对比，Li测试偏差＜0.05%，Ni/Co/Mn测试偏差＜0.05%。四、特点优势速度快采用直接装杯压实或压片制样，单个分析时间3分钟；重复性精度高       Li RSD~0.3%；Ni\Co\Mn RSD优于0.2%；准确度      采用经严苛定量同类型样品校正，Li准确度偏差＜0.03%；元素分析范围宽主量元素（Li、Ni、Co、Mn、Al、P、Fe）和杂质元素同步分析；分析成本低样品分析成本小于10元/个；样品适应范围宽      从前驱体、正极材料到涂布层，提供完整元素分析解决方案。五、测试流程六、方案展示保密声明：安科慧生拥有单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪中国发明专利，未经公司允许，安科慧生官网资料，不得转发或用于商业宣传。全聚焦双曲面弯晶&快速基本参数法 方案展示 三元正极材料由锂、镍、钴、锰盐等前驱体组成，其中混料环节 直接影响最终产品质量，最为主要的是主量元素摩尔比和混样均匀 性。行业通常采用化学滴定测定锂含量，采用 ICP测定金属元素(镍、钴、锰以及杂质元素等)含量，方法繁琐且耗费大量人力物力，滞后 于生产混样环节的连续性要求。 单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪 PHECDA 系列可以同 步分析三元材料中主量元素以及微量杂质，先进的快速基本参数法-Fast FP 2.0 通过对全谱拟合，精确得到三元材料中锂(Li)含量。方 法制样简单，分析速度快，为三元锂电材料元素定量分析提供更为精 确与可行的解决方案。 X 射线管出射谱经双曲面弯晶单色化聚焦入射样品，消除X射线管韧致辐射所产生的散射线背景，同时光路形 成偏振消光光路，进一步降低单色化入射射线散射线背景。 聚焦激发，增加有限的 SDD 窗口面积接收样品元素 荧光射线强度，实现对元素的高灵敏度检测。 单波长激发-能 量 色散X射线荧光光谱仪偏振消光光路原理图 w w w.a n c o re n .c o r 2)软件核心技术：快速基本参数法 (Fast FP2.0@) 角 解决 XRF 基体效应、元素间吸收增强效应、探测器各 种效应等对定量的不确定性； 基本参数库和先进数学模型相结合 ； 少量标样进一步提升元素定量精度； 快速基本参数法全谱拟合得到 Li含量； 快速基本参数法 Fas t F P 2.0 1.重复性精度 表： 5系 NCM 前驱体混合样重复性测试 单位：% 样品名称 次数 Li Ni Co Mn 5系样3 1 5.38 25.33 5.41 13.62 2 5.40 25.28 5.40 13.62 3 5.41 25.27 5.39 13.61 4 5.39 25.30 5.39 13.64 5 5.39 25.29 5.41 13.65 6 5.36 25.37 5.41 13.66 7 5.37 25.34 5.40 13.64 AVERAGE 5.39 25.31 5.40 13.63 RSD 0.32% 0.14% 0.17% 0.13% 说 明 ：对于混合均匀的 N C M 正 极材 料 ，7次平 行 制样 ，单波长激 发 -能量 色散 X 射线荧光光谱仪 P HECDA -E CO 与 Fa st FP 2.0测定， L i- RSD <0.35%， N i/C o/M n- RSD <0.2%。 2.准确性对比 表：NCM 与 NCA 实验室分析方法准确度对比 NCM 正极材料 样品名称 Li(%) Ni(%) Co(%) Mn(%) 测定值 HS XRF 测定值 HS XRF 测定值 HS XRF 测定值 HS XRF L-1 5.34 5.37 25.12 25.11 5.42 5.42 13.88 13.88 L-2 5.40 5.36 25.04 25.09 5.40 5.39 13.84 13.87 L-3 5.46 5.41 24.98 25.05 5.39 5.40 13.80 13.85 5系-1 4.55 4.56 26.88 26.83 5.75 5.78 14.45 14.47 5系-3 5.35 5.34 25.42 25.40 5.43 5.44 13.67 13.65 8系-3 5.31 5.29 35.42 35.50 4.85 4.87 2.44 2.42 8系-8 6.03 6.05 33.17 33.11 4.55 4.54 2.28 2.29 NCA 正极材料 样品名称 Li(%) Ni(%) Co(%) AI(%) 测定值 HS XRF 测定值 HS XRF 测定值 HS XRF 测定值 HS XRF H-1 5.21 5.20 37.72 37.75 4.06 4.05 5.41 5.35 H-2 5.29 5.34 37.42 37.35 4.04 4.01 5.36 5.37 H-3 5.41 5.37 36.98 37.12 3.98 4.02 5.30 5.34 9系-3 5.33 5.31 37.90 37.89 4.11 4.13 北京安科慧生科技有限公司 说明 ：1.样品由前 驱体 相应 比 例均匀混合制样； 2.采 用 准确 定值样 品建立 校 正曲线，与化学法对比， L i 测 试偏差<0.05%， N i/Co /Mn 测 试 偏 差<0.05%。 优势特点 速度 快 采用直接装杯压实或压片制样，单个分析时间3分钟； 重复性精度高 Li RSD~0.3%； Ni\Co\Mn RSD 优于0.2%； 准确度 采用经严苛定量同类型样品校正，Li 准确度偏差<0.03%； 元素分析范围宽 主量元素 (Li、Ni、Co、Mn、Al、P、Fe)和杂质元素同步分析； 分析成本低 样品分析成本小于10元/个； 样品适应范围宽 从前驱体、正极材料到涂布层，提供完整元素分析解决方案； 测 试 流程