iCAP7400 ICPOES测定六氟磷酸锂杂质元素

摘要：本文在赛默飞iCAP7400电感耦合等离子体发射光谱仪针对HG/T 4067-2015 六氟磷酸锂电解液中杂质元素的测定建立了快速测定的 检测方法，所有元素浓度范围内线性关系良好（r2>0.995），所有 元素检测限满足标准要求，样品重复性好，各项指标均能满足国标 规定的检测要求。

1．引言：随着新能源产业的不断发展，锂离子电池及其材料是催生新能源动 力的必然趋势。电解液在锂电池材料中充当非常重要的角色，六氟 磷酸锂是锂电池电解液中较为常用的无机电解质盐，它在有机碳酸 酯类溶剂中溶解度较大，且电导率比较高，电化学稳定性比较好， 从而成为近期不可替代的理想的锂电池电解质。国内六氟磷酸锂 生产企业对金属杂质要求更高，基本都小于1 mg/Kg。HG/T 4067- 2015 六氟磷酸锂产品分析方法采用乙醇和碳酸酯水溶液稀释六氟 磷酸锂直接上ICP-OES测定。本方法采用标准加入法，用乙醇和碳 酸酯水溶液稀释六氟磷酸锂样品进行测定。采用水平观测方式提高 方法灵敏度，采用耐氢氟酸进样系统，对等离子参数进行优化，并 对元素谱线干扰，乙醇基体中碳对Na的干扰消除进行研究，建立 了无需样品前处理的直接进样方法。

2. 实验部分 2.1 仪器与试剂标准品 2.1.1 Thermo Fisher iCAP 7400 ICPOES 2.1.2 乙醇（HPLC，Fisher） 2.1.3 碳酸二甲酯（HPLC） 2.1.4 多元素标准溶液（1000ug/mL，inorganic） 2.1.5 超纯水（电阻率18.2兆欧） 2.2 溶液配制和样品前处理 配制体积比为1（碳酸二甲酯）: 4（无水乙醇）:5（去离子水）的 混合稀释液。准确称取5克样品共4份于50ml离心管中，加入混合 标准溶液，混标加标浓度为（0,0.05,0.1,0.5mg/L），用混合稀释 液定容至50ml。

2.3 仪器参数和方法优化 2.3.1 由于样品中和稀释液中均含有有机物，进样系统需选择1mm 刚玉中心管。 2.3.2 LiPF6经水溶后产生HF酸，对普通石英进样系统产生严重腐 蚀。本方法中采用刚玉中心管、聚四氟乙烯雾化室和miramist雾化 器，Thermo可以提供D-torch全惰性炬管（采用和采光锥同样的惰 性氮化硅材质），可以耐高浓度HF酸、30％盐水、100%乙醇等高 基体样品分析，较普通石英炬管具有更长的使用寿命，考虑到HF 和高浓度的Li溶液对石英炬管的腐蚀，本实验使用D-Torch炬管，使 得整套进样系统为全惰性，可大程度延长进样系统寿命。

2.3.3 氧气流量优化 在等离子体辅助气中加氧气不但可以减少炬管的积碳效应，同时可 以降低C2背景对Na589.5 nm的干扰。但加氧流量过大又容易导致 等离子体熄灭。本实验选择20ml/min的氧气流量来测试，既可有效减少积碳和降低C2对Na589.5 nm的干扰，又保证等离子体的稳定 性，下图为加氧20ml/min钠元素subarry图。

3.方法讨论：采用赛默飞iCAP 7400电感耦合等离子体发射光谱仪，对HG/T 4067-2015 六氟磷酸锂电解液中杂质元素的测定建立了快速测定的 检测方法，无需复杂的前处理就可准确快速的测定六氟磷酸锂电解 液，该方法检出限均明显低于*，各元素均可以获得较好的 线性，且样品测定可获得较好的重复性，采用标准加入法测试，避 免了样品中高浓度锂元素的电离干扰，从而保证了更好的准确度， 可以应用于产品中金属杂质的控制。