一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法与流程

本发明涉及钠离子电池检测，具体涉及一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法。

背景技术：

1、钠离子电池在生产过程中考虑到钠元素的流失，为了保持电池材料中钠金属的配比，往往会在混料中加入过量的钠盐来弥补钠元素的损失，因此在材料烧结后会有钠元素的残留，这些残留主要以氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的形式存在，简称为残碱。如果钠离子电池正极材料在生产工艺过程中的残碱成分过高，会导致浆料絮凝、电池在循环过程中产气增加，极大的降低电池的安全性能，因此如何检测钠离子电池正极材料的残碱含量时一直以来困扰钠离子电池制备产业的关键问题。

2、目前，关于电池正极材料的残碱检测方法一般为采用电位滴定仪的无窗口评估模式对三元正极材料的浸出液进行酸碱滴定，然而该方法在应用于钠离子电池正极材料的残碱含量检测中，会由于正极材料与纯水溶剂发生离子交换，导致碱值过高，无法准确的测定材料表面的残碱。如何能够准确快速的测定钠离子电池正极材料表面的残碱，是当前钠离子电池技术领域亟待解决的关键问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法，以解决现有方法检测钠离子电池正极材料表面残碱会导致测定结果偏高的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法，包括以下步骤：

4、(1)称取待测钠离子电池正极材料粉末，加入有机混合溶液，密封搅拌；

5、(2)将步骤(1)封闭搅拌后所得溶液过滤取上层清液，然后密封静置，最后进行自动电位滴定，计算残碱量。

6、本发明的有益效果为：本发明通过采用两种有机溶液混合的方式作为检测钠离子电池正极材料的残碱的溶剂，检测方法操作简单，准确性高，能够满足企业的快速检测需求，便于实际生产中的快速准确检测。本发明通过两种有机溶剂混合的方式，使溶剂中含有多个羟基，具备一定的极性，能够通过分子间作用力与溶液中的氢氧根、碳酸根、碳酸氢根进行结合，有效的避免了水作为溶剂时，正极材料与水之间发生na/h离子交换，导致氢氧根含量剧增，影响残碱测定的准确性。

7、进一步地，步骤(1)中待测钠离子电池正极材料粉末与有机混合溶剂的质量体积比为5-10g：50-100ml。

8、优选地，步骤(1)中待测钠离子电池正极材料粉末与有机混合溶剂的质量体积比为5g：50ml。

9、进一步地，步骤(1)中有机混合溶液为异丙醇、甲醇、丙三醇和乙二醇中的任意两种混合制得。

10、进一步地，有机混合溶液中两种有机溶剂的体积比为0.8-1.2：0.8-1.2。

11、优选地，有机混合溶液中两种有机溶剂的体积比为为1：1。

12、进一步地，步骤(1)中搅拌的温度为20-30℃，时间为15-30min，转速为500-700rpm。

13、优选地，步骤(1)中搅拌的温度为25℃，时间为25min，转速为600rpm。

14、进一步地，步骤(2)中过滤过程为采用砂芯过滤装置进行抽滤，滤膜孔径为0.4-0.5μm。

15、优选地，滤膜孔径为0.45μm。

16、进一步地，步骤(2)中静置时间为1-2h。

17、优选地，步骤(2)中静置时间为1.5h。

18、进一步地，步骤(2)中自动电位滴定采用等体积滴定法，滴定溶液为浓度0.1-1mol/l的盐酸溶液，参比电极为乙醇氯化锂溶液和饱和氯化钾溶液的双盐桥电极。

19、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过使用乙醇氯化锂溶液和氯化钾溶液的双盐桥电极作为参比电极，避免了传统滴定方法中使用饱和氯化钾单电极在有机溶液中会析出氯化钾结晶影响测定结果的准确性的问题。

20、进一步地，等体积滴定法的滴定参数设置为0.01-0.03ml/滴；采用两段识别方式进行等当点识别：第一段识别下限ph为8.4，上限ph为10；第二段识别下限ph为3.9，上限ph为8.4。

21、优选地，等体积滴定法的滴定参数设置为0.02ml/滴。

22、进一步地，等体积滴定法的残碱量计算公式为：

23、

24、

25、其中：

26、w(oh-)为钠离子电池正极材料中oh-的含量；

27、w(co32-)为钠离子电池正极材料中co32-的含量；

28、v1为所述第一段识别消耗的盐酸溶液的体积，单位为ml；

29、v2为所述第二段识别消耗的盐酸溶液的体积，单位为ml；

30、chcl为盐酸溶液的浓度，单位为mol/l；

31、m为待测钠离子电池正极材料粉末的质量，单位为g。

32、本发明具有以下有益效果：

33、本发明提供了一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法，通过采用两种有机溶剂混合作为滴定溶液的溶剂，避免了传统方法中使用水作为溶剂导致残碱含量过高的问题，通过采用乙醇氯化锂溶液和氯化钾溶液的双盐桥电极作为参比电极，避免了传统滴定方法中使用饱和氯化钾单电极在有机溶液中会析出氯化钾结晶影响测定结果的准确性的情况。本发明检测方法操作简单，准确性高，能够满足企业的快速检测需求，便于实际生产中的检测。

技术特征：

1.一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中钠离子电池正极材料粉末与有机混合溶液的质量体积比为5-10g：50-100ml。

3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机混合溶液为异丙醇、甲醇、丙三醇和乙二醇中的任意两种混合制得。

4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述有机混合溶液中两种有机溶剂的体积比为0.8-1.2：0.8-1.2。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌的温度为20-30℃，时间为15-30min，转速为500-700rpm。

6.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中过滤过程为采用砂芯过滤装置进行抽滤，滤膜孔径为0.4-0.5μm。

7.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中静置时间为1-2h。

8.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中自动电位滴定采用等体积滴定法，滴定溶液为浓度0.1-1mol/l的盐酸溶液，参比电极为乙醇氯化锂溶液和饱和氯化钾溶液的双盐桥电极。

9.根据权利要求8所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述等体积滴定法的滴定参数设置为0.01-0.03ml/滴；采用两段识别方式进行等当点识别：第一段识别下限ph为8.4，上限ph为10；第二段识别下限ph为3.9，上限ph为8.4。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其特征在于，所述等体积滴定法的残碱量计算公式为：

技术总结
本发明公开了一种钠离子电池正极材料的残碱检测方法，其制备方法包括以下步骤：(1)称取待测钠离子电池正极材料粉末，加入有机混合溶液，密封搅拌；(2)将步骤(1)封闭搅拌后所得溶液过滤，取上层清液，然后密封静置，最后进行自动电位滴定，计算残碱量。本发明通过采用两种有机溶剂混合作为滴定溶液的溶剂，避免了传统方法中使用水作为溶剂导致残碱含量过高的问题，通过采用乙醇氯化锂溶液和氯化钾溶液的双盐桥电极作为参比电极，避免了传统滴定方法中使用饱和氯化钾单电极在有机溶液中会析出氯化钾结晶影响测定结果的准确性的情况。本发明检测方法操作简单，准确性高，能够满足企业的快速检测需求，便于实际生产中的检测。

技术研发人员：王鹏飞,王天昱,俞连正
受保护的技术使用者：江苏聚烽新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17