【实验方案】锂电正极材料含量测定

过去，服装、家具、家电等“老三样”大量出口、走俏海外。如今，新能源汽车、锂电池、光伏产品等外贸“新三样”扬帆出海、叫响全球。作为“新三样”之一的锂电池，一直备受关注，关于其研究也在持续更新。

锂离子电池使用一个嵌入的锂化合物作为电极材料。目前常见的锂离子电池的正极材料有：锂钴氧化物（LiCoO₂）、锰酸锂（LiMn₂O₄）、镍酸锂（LiNiO₂）及磷酸铁锂（LiFePO₄）。

镍钴锰离子含量直接影响正极材料的性质，因此测定其含量具有重要意义。本文使用T960全自动滴定仪测定锂电材料中镍钴锰离子含量。

移取10 mL试液A于滴定杯中，依次加入10 mL PH=10的缓冲溶液，5 mL 20%盐酸羟胺溶液和1 mLCu-EDTA 溶液，混合完毕后用0.1 mol/L 的 EDTA 二钠标准溶液滴定。本次实验使用的是铜离子电极作为指示电极，Ag/AgCl 电极作为参比电极。

(1)试剂A：称取1 g左右样品放入烧杯中，加入1+1 的盐酸 10 mL，放在加热板上加热，加热温度为300 ℃，加热至煮沸且样品完全溶解为止，放置冷却。冷却至室温后转入100 mL容量瓶中，并用纯水清洗定容至100 mL备用。（后同）

(2)PH=10缓冲溶液配置：称取54 g氯化铵溶于200 mL水中，加入350 mL氨水，以水稀释至 1 L。

(3)20%盐酸羟胺溶液配置：称取20 g盐酸羟胺固体于烧杯中，加入80 mL纯水，搅拌至完全溶解。

(4)Cu-EDTA 溶液的配置：

①称取0.6355 g电解铜粉于250 mL烧杯中，加入10 mL去离子水，沿烧杯壁缓慢加入10 mL（1+1）硝酸，低温加热至完全溶解，蒸至最小体积，加20 mL纯水煮沸，煮沸后冷却至室温并定容至250 mL容量瓶中。

②称取3.7224 g乙二胺四乙酸二钠，加 100 mL 水溶解后用纯水定容至250 mL容量瓶中。

③分别移取①和②中两个试剂各20 mL于烧杯中混合均匀备用。

镍钴锰总量测试结果如下：

滴定图谱

移取5 mL试剂A与滴定杯中，加入35 mL氯化铵-柠檬酸铵-氨水缓冲溶液，混合均匀后加入10 mL铁氰酸钾溶液，混合完毕后用钴离子滴定剂滴定。本次实验使用的是复合氧化还原电极。

(1)氯化铵-柠檬酸铵-氨水缓冲溶液的配置：使用 300 g/L柠檬酸铵、250 g/L硫酸铵及氨水，体积比例为 10:5:14，混合均匀后备用。

(2)铁氰化钾溶液的配置：称取13.2 g铁氰化钾溶于适量水中，用水定容至1000 mL棕色容量瓶中，摇匀备用，该溶液铁氰化钾浓度约为 0.04 mol/L。

(3)钴滴定剂的配置：称取2 g左右三氧化二钴于250 mL烧杯中，加入120 mL 1:1 的硝酸，加热溶解搅拌30 min，后加入 1:1 硫酸40-45 mL，蒸发至剩少许，过滤定容至1000 mL容量瓶中，摇匀备用。

钴离子含量测试如下:

移取试剂A 5 mL于滴定杯中，加入饱和焦磷酸钠溶液50 mL，混合均匀后测试PH值，若不在 6-7范围内使用硫酸或氨水将PH调至6-7后，用 0.01 mol/L高锰酸钾滴定剂开始滴定。本次实验使用的是复合氧化还原电极。

(1)高锰酸钾滴定剂：购买有证的0.1 mol/L高锰酸钾滴定剂，稀释十倍。

(2)焦磷酸钠饱和溶液：在 250 mL烧杯中倒入过量的焦磷酸钠固体，加入纯水搅拌至不能溶解，过滤收集其液体部分，存放备用。

锰离子含量测试如下:

滴定图谱

综上所述，镍钻锰离子含量分别为:

本实验通过T960全自动滴定仪测定锂电材料中镍、钴、锰离子含量，其含量分别为：82.966 %、5.148 %、6.577 %。使用仪器判断减少了人工误差，大大提高了实验的精度。电位滴定法是检测该类样品含量的不错选择。