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中科谛听ICP-OES光谱仪:锂电负极材料杂质检测的“火眼金睛”

2025年05月15日 10:19 来源:广东中科谛听科技有限公司

新能源产业高速发展的今天,锂离子电池作为核心储能部件,其性能与安全性直接决定着电动汽车、储能系统等领域的发展上限。而石墨,作为锂电池负极材料的“主力军”,其纯度把控成为行业关注的焦点。广东中科谛听科技有限公司(以下简称“中科谛听”)最新发布的石墨样品测试报告显示,其自主研发的DITEE SWORD 500 ICP-OES等离子体发射光谱仪,为锂电材料品质控制提供关键技术支撑。

一、石墨杂质:锂电性能的“隐形杀手”

石墨凭借高导电性、化学稳定性和低廉成本,占据锂电池负极材料市场的90%以上份额。然而,无论是天然石墨的矿石开采,还是人造石墨的高温合成,均不可避免地引入金属杂质。铁、铜、锌等元素的存在,可能引发电池内部短路、自放电加剧、循环寿命缩短等问题。例如,铁含量若超过10ppm,会加速电解液分解;铜、镍等过渡金属则可能催化副反应,导致电池容量快速衰减。因此,行业对石墨杂质的控制标准日益严苛,多数元素要求低于5ppm,甚至达到痕量级别。

但石墨材料的检测面临多重挑战:样品需通过强腐蚀性的王水消解,溶样过程易引入污染;待测元素浓度极低,普通检测设备难以精准量化;复杂基体中的光谱干扰,更考验仪器的抗干扰能力。如何突破这些技术瓶颈,成为中科谛听研发的核心方向。

二、技术突破:ICP-OES光谱仪的“精准之道”

中科谛听DITEE SWORD 500 ICP-OES光谱仪的问世,为石墨杂质检测提供了系统性解决方案。该设备集成多项创新技术,构建了从样品激发到数据输出的全链条精准控制体系:

  1. 稳定的等离子体激发系统
    大功率可调RF电源(1200W)结合功率自调谐技术,确保等离子体在复杂基体样品检测中保持稳定。垂直炬管轴向观测设计,有效降低背景噪声,即使面对高酸度溶样,也能实现元素的高效激发与电离。

  2. 高分辨光学系统
    采用全一级谱线罗兰圆光室(焦距500mm,光栅刻线2700L/mm),光谱分辨率达0.006nm级,可精准分离相邻谱线,避免基体干扰。例如,在检测铁元素时,能有效区分其与铜、镍的重叠谱线,确保数据准确性。

  3. 高灵敏度检测单元
    24块科研级CMOS检测器呈品字形排列,覆盖180-870nm全波长范围,动态范围超过10⁹,可同时捕捉痕量元素的微弱信号。配合紫外增强技术,对铝、硼等轻元素的检测下限低至0.1mg/kg。

  4. 智能数据处理系统
    内置动态漂移校正算法,自动校准光路偏差;工作曲线拟合优度达0.9996以上,通过标准曲线与样品信号的实时比对,实现元素含量的快速反演。


  5. ICP-OES光谱仪

三、实测验证:痕量杂质的“无所遁形”

在针对青岛华腾石墨粉的测试中,DITEE SWORD 500展现出惊人的检测能力:

  • 多元素同步检测:一次性完成铁、铝、铜、镍、锌、铬、锆7种杂质的定量分析,单次测试耗时仅需数分钟。
  • 结果精准可靠:两款石墨样品中,铝含量为11-11.4mg/kg,铁含量25.8-28.3mg/kg,均低于行业阈值;铜含量低至0.19-0.32mg/kg,锌、锆未检出,表明样品纯度达到锂电材料标准。
  • 方法稳定性强:工作曲线线性关系优异(如锌元素拟合优度0.9999),重复测试误差小于2%,验证了仪器在痕量分析中的可靠性。

四、行业价值:从“实验室”到“生产线”的品质赋能

中科谛听ICP-OES光谱仪的应用,不仅解决了石墨检测的技术难题,更推动了锂电产业链的品质升级:

  • 材料研发端:帮助企业快速筛选高纯度石墨原料,缩短研发周期;
  • 生产质控端:实现从矿石加工到成品出货的全流程监控,降低不合格品率;
  • 标准建设端:为行业制定更严苛的杂质提供数据支撑,助力我国锂电材料技术走向国际前沿。

随着全球新能源竞争的加剧,材料纯度的把控已成为锂电池企业的核心竞争力之一。中科谛听以光谱技术为刃,精准剔除石墨中的“杂质陷阱”,为锂电产业的高质量发展筑牢根基。未来,随着固态电池、钠离子电池等新技术的兴起,其检测技术或将拓展至更多关键材料领域,持续赋能新能源行业的创新突破。


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