专利名称：微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含有微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法。
背景技术：
锂离子电池由于具有比能量高、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应及污染少等优点，现已广泛应用于移动电话、便携计算机、数码相机、便携音乐播放器等通讯与数码产品中。随着锂离子电池性能等提高，其在电动工具、电动车、航天卫星、武器装备以及各种储能装置等领域也具有良好的应用前景。在锂离子电池中，正极材料是决定其电化学性能、安全性能以及未来发展方向的重要因素。现有技术公开了多种锂离子电池正极材料，如钴酸锂、锰酸锂、镍锰钴、磷酸铁锂等，其中，磷酸铁锂具有原料来源丰富、价廉、无毒、环境友好、理论容量高、热稳定性能和循环性能好等优点而成为电池领域的研究热点之一。比表面积是研究磷酸铁锂作为正极材料在锂离子电池应用特性中的一个重要参数，因此，能够准确表征磷酸铁锂的比表面积非常重要。现有技术一般通过氮气吸附法测定带孔材料的比表面积和孔结构，而BET方程是根据氮气吸附法的吸附结果计算待测物质比表面积的方法，其具有可测定样品范围广、测试结果准确性和可信度高等优点而获得了广泛应用。但是，发明人研究发现，BET方程是建立在孔径为2nm 50nm的介孔材料基础上的，对待测样品进行氮气吸附的各项参数，如样品量、相对压力、吸附时间等参数也是建立在介孔材料基础上的，其并不适于对孔径为2nm以下的微孔材料的比表面积进行测定。采用目前通用的氮气吸附法对含有微孔磷酸铁锂进行比表面积测定，并采用BET方程进行计算时，吸附系数C值为负值，回归校正系数远远低于0. 999，从而导致磷酸铁锂比表面积的测定值低于其实际值，不利于磷酸铁锂作为正极材料的性能表征。由此可见，采用BET方程对含有微孔磷酸铁锂比表面进行计算时，不能简单适用目前流行的氮气吸附法，而其他现有技术也未公开适用于含有微孔磷酸铁锂的比表面积的测定方法。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种含有微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法，本发明提供的测定方法适于测定含有微孔磷酸铁锂的比表面积，准确性和重复性较好。本发明提供了一种含有微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法，包括以下步骤将含有微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理；将所述经过脱气处理的样品在液氮中进行吸附处理，得到吸附曲线，所述吸附处理的相对压力为0. 05 0. 15 ；根据所述吸附曲线，采用BET方程计算得到所述含有微孔磷酸铁锂的比表面积。优选的，所述含有微孔磷酸铁锂样品为3g 5g。
优选的，所述脱气处理的温度为200°C 350°C。优选的，所述脱气处理的时间为池以上。优选的，进行脱气处理之前还包括将含有微孔磷酸铁锂样品进行烘干。优选的，所述烘干的温度为100°C 300°C。优选的，所述烘干的时间为Ih以上。与现有技术相比，本发明首先将含有微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理，然后将所述经过脱气处理的样品在液氮中、在0. 05 0. 15的相对压力下进行吸附处理，得到吸附曲线，根据所述吸附曲线，采用BET方程计算即可得到所述含有微孔磷酸铁锂的比表面积。本发明首先将磷酸铁锂进行脱气处理，除去其中的水分和气体，减少对后续吸附氮气的影响； 然后在相对压力为0. 05 0. 15的条件下进行吸附处理，得到吸附曲线后，再采用BET方程计算比表面积；在该相对压力下对待测样品进行吸附处理后，计算得到的吸附系数C值为正值，且回归校正系数可达0. 9999以上，测得的比表面积值较为准确，而且重复性较好。本发明提供的测定方法适合于测定含有微孔磷酸铁锂的比表面积，可以采用BET方程对其进行计算，得到的测定值较为准确，而且重复性较好。
图1为本发明实施例1提供的BET图；图2为本发明比较例1提供的BET图；图3为本发明比较例2提供的BET图；图4为本发明比较例3得到的BET曲线图；图5为本发明比较例4提供的分析结果；图6为本发明实施例8 10得到的BET曲线图；图7为本发明比较例5 7得到的BET曲线图；图8为本发明比较例8 10提供的BET图。
具体实施例方式本发明提供了一种含有微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法，包括以下步骤将含有微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理；将所述经过脱气处理的样品在液氮中进行吸附处理，得到吸附曲线，所述吸附处理的相对压力为0. 05 0. 15 ；根据所述吸附曲线，采用BET方程计算得到所述含有微孔磷酸铁锂的比表面积。本发明提供的方法适于对含有微孔磷酸铁锂进行比表面积的测定，结果较为准确，而且重复性良好。在本发明中，所述微孔磷酸铁锂样品是指含有孔径在2nm以下的磷酸铁锂材料。 进行测试时，所述微孔磷酸铁锂待测样品优选为3g 5g，更优选为3. 5g 4. 5g。在本发明中，所述微孔磷酸铁锂待测样品的质量，即所述微孔磷酸铁锂待测试样的进样量对测定结果具有较大影响，样品质量低于2g时，测定结果不准确，测定值可能大于实际值，也可能小于实际值，从而无法对含有磷酸铁锂的性能进行判断；当样品质量高于5g时，会增长测试时间，降低测试效率。称量好待测含有微孔磷酸铁锂样品后，对其进行脱气处理，减少样品本身对测试结果的影响。本发明对所述脱气处理的方式没有特殊限制，优选为本领域技术人员熟知的脱气处理方式。在本发明中，所述脱气处理的温度优选为200°C 350°C，更优选为250°C 3000C ；所述脱气处理的时间优选为池以上，更优选为池 证。为了减少水分对测定结果的影响，本发明在对待测含有微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理之前优选还包括将所述含有微孔磷酸铁锂样品烘干。由于含有微孔磷酸铁锂本身含水量较高，微孔中的水分要求很高的条件去除，而且极易吸水，在进行脱气处理之前对其进行烘干，能够减少水分对脱气的负担，提高脱气效率，提高测试准确性。在本发明中，所述烘干的温度优选为100°c 300°C，更优选为120°C 250°C ；所述烘干的时间优选为Ih以上， 更优选为1. 以上。本发明优选在烘箱中对所述待测含有微孔磷酸铁锂样品进行烘干后将所述样品放置在干燥器中冷却至室温。对所述微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理后，将其置于液氮中进行吸附处理，得到吸附曲线，然后根据所述吸附曲线，采用BET方程计算得到所述含有微孔磷酸铁锂的比表面积。本发明采用全自动比表面积和孔径分布仪对所述磷酸铁锂进行吸附处理，并计算微孔磷酸铁锂的比表面积，具体包括以下步骤将新鲜液氮倒入杜瓦瓶中，打开计算机分析软件，将经过脱气处理的微孔磷酸铁锂样品置于分析站中，选择分析参数，启动吸附分析系统，分析计算过程在计算机控制下自动完成。待测磷酸铁锂样品在液氮温度，即77. 3K的温度下，其颗粒外部和内部通孔的表面能够发生物理吸附，测定其在不同相对压力下所吸附的氮气的体积，再通过BET方程计算即可得到其比表面积。在进行吸附处理时，相对压力对测定结果具有重要影响，相对压力在0. 05 0. 15 时，计算得到的吸附系数C值为正值，且回归校正系数可达0. 9999以上，最终得到的测定结果不仅准确性较高，而且重复性较好；若相对压力较高，如在0. 05 0. 3时，采用BET方程计算时，吸附系数C值为负值，得到的测定值偏低；若相对压力较高，在0. 005 0.01时，测
定结果的重复性较差。在本发明中，所述BET法是指Brunauer-Emmett-Teller，是测量比表面积时应用
最广泛的方法，具体算法如下
权利要求
1.一种含有微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法，包括以下步骤 将含有微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理；将所述经过脱气处理的样品在液氮中进行吸附处理，得到吸附曲线，所述吸附处理的相对压力为0. 05 0. 15 ；根据所述吸附曲线，采用BET方程计算得到所述含有微孔磷酸铁锂的比表面积。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述含有微孔磷酸铁锂样品为3g 5g。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述脱气处理的温度为200°C ;350°C。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述脱气处理的时间为池以上。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，进行脱气处理之前还包括 将含有微孔磷酸铁锂样品进行烘干。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述烘干的温度为100°C 300°C。
7.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述烘干的时间为Ih以上。
全文摘要
本发明提供了一种微孔磷酸铁锂比表面积的测定方法，包括以下步骤将含有微孔磷酸铁锂样品进行脱气处理；将所述经过脱气处理的样品在液氮中进行吸附处理，得到吸附曲线，所述吸附处理的相对压力为0.05～0.15；根据所述吸附曲线，采用BET方程计算得到所述含有微孔磷酸铁锂的比表面积。本发明在0.05～0.15的相对压力下对待测样品进行吸附处理后，计算得到的吸附系数C值为正值，且回归校正系数可达0.9999以上，测得的比表面积值较为准确，而且重复性较好。本发明提供的测定方法适合于测定含有微孔磷酸铁锂的比表面积，可以采用BET方程对其进行计算，得到的测定值较为准确，而且重复性较好。
文档编号G01N15/08GK102494982SQ20111040334
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者白稳稳 申请人:天津市捷威动力工业有限公司