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专利名称：一种锂离子电池粉体材料中磁性物质的检测方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池制造的技术领域，特别是涉及锂离子电池制造过程中，粉体材料中磁性物质如何查侦的一种方法。
背景技术：
近年来，人们发现，锂离子电池所采用的正极粉体材料(如LiCo02、LiMn2O4, LiNixColTyMny02)中含有的金属杂质等磁性物质，特别是其中的铁单质，在电池制造过程中常常引起电池自放电、电池过充、存贮性能差、影响电池的一致性，甚至引起电池内部短路， 发生爆炸。然而，粉体材料中通常仅含极微量的金属杂质，常规方法通常不适用于锂离子电池的粉体材料中金属杂质的测量。因此，如何测量锂离子电池制造过程中粉体材料特别是正极粉体材料中的金属杂质含量是目前电池厂家迫切研究的课题之一。

发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够准确测量出锂离子电池粉体材料中磁性物质含量的方法。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案本发明公开了一种锂离子电池粉体材料中磁性物质的检测方法，所述方法包括， 将粉体材料与磁铁一起充分搅拌后取出磁铁，去除磁铁上吸附的粉体材料，之后用酸性溶液清洗磁铁得到清洗液，检测清洗液中的磁性物质含量。在本发明具体的实施方式中，所述粉体材料为锂离子电池正极粉体材料；所述磁性物质为金属杂质，优选为铁单质。在本发明优选的实施方式中，所述将粉体材料与磁铁一起充分搅拌是在具有耐磨层的球磨罐中进行搅拌，且磁铁表面具有耐磨层，优选搅拌时在粉体材料中加入超纯水调节浆料稠度。所述磁铁优选为5000高斯以上的磁棒。所述耐磨层可以为聚丙烯耐磨层、聚四氟乙烯耐磨层或陶瓷耐磨层在本发明具体的实施方式中，所述用酸性溶液清洗磁铁包括，用稀王水清洗磁铁并补充超纯水至浸没磁铁，加热或不加热，之后倒出并保留清洗液，所述稀王水中，王水 高纯水的体积比为0.8 1.2 1。加热的作用是加快反应速度，加热时温度优选为40 80°C。所述稀王水的用量为每IOOOg粉体材料10 18ml稀王水。优选在酸性溶液清洗后， 再用超纯水润洗3次以上，并将润洗后的液体与清洗液混合。所述检测清洗液中的金属元素含量可以采用电感耦合等离子原子光谱发射仪 (ICP)或原子吸收光谱仪(AAS)进行定量分析。由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于本发明的方法，通过选用特定的工艺，可以准确检测出锂离子电池粉体材料特别是正极粉体材料中极微量的磁性物质，比如铁单质等金属杂质，检测精度可以精确到PPm级。
具体实施例方式锂离子电池粉体材料中，特别是锂离子电池正极粉体材料中，含有极微量的金属杂质比如单质铁，就会对电池性能和安全性造成影响。在本发明的方法，能够检测这些微量级的金属杂质。本发明的具体方法包括称量一定量粉末后，投入到表面涂敷有耐磨层的球磨罐中，将已准备好的磁棒放入粉末中，加入超纯水调节浆料的稠度。磁棒表面同样涂有耐磨层，且磁棒磁力在5000高斯以上。耐磨层可以为聚四氟乙烯、聚丙烯或陶瓷耐磨层，优选聚四氟乙烯耐磨层。用球磨机以一定速度搅拌一段时间后，优选按照120 300rpm的速度搅拌20 60分钟，取出内部的磁棒(避免用手或者其他器具直接接触)；用超纯水来清洗磁棒表面吸附正物质后，再利用超声波设备清洗，将清洗好的磁棒转移到烧杯中；在烧杯中，按每IOOOg粉体材料加入10 18ml稀王水后，再加入磁棒沉浸程度的超纯水，然后加热，加热温度优选40 80°C，60°C左右最佳。并将加热好的溶液转移倒容量瓶中，润洗多次，并把润洗液也转移到容量瓶中，最后用超纯水定容。将准备好的溶液，用ICP或AAS进行定量分析铁、铬、铜、锌、镍、钴的含量。本发明中，球磨罐和磁棒表面涂敷耐磨层，能够避免引入球磨罐及磁棒表面磨损产生的微量金属，提高检测的准确性。优选使用耐用性佳、且不会新的杂质的聚四氟乙烯耐磨层。由于本发明的方法是检测微量级的金属杂质，因此是否能将吸附的金属杂质从磁棒表面完全溶解洗脱下来，直接决定了检测结果的准确性。本发明选用特定的酸性溶液一稀王水，能够达到理想的溶解洗脱效果，相比较其它酸性溶液，本发明优选使用的稀王水其检测结果准确性最佳。本发明所用的稀王水中，王水高纯水的体积比为0.8 1.2 1，王水为浓盐酸+浓硝酸=3 1比例混合制得。下面通过具体实施方式
结合附图
对本发明作进一步详细说明。实施例一实验器材电子天平准确度0. Img ；球磨机球磨罐为聚四氟乙烯材质；超声设备；电热板； ICP或AAS ；磁棒5000高斯以上，外面涂一层特氟隆(聚四氟乙烯)。试剂 稀盐酸体积比，盐酸+高纯水=1:9稀王水王水+高纯水=1 1 (备注王水，即浓盐酸+浓硝酸=3 1)操作步骤1用电子称称量LiCoA粉末999. 8g后，投入到聚四氟乙烯球磨罐中。2将已准备好的磁铁放入粉末，放超纯水700g。3球磨机按照250 士 5rpm的速度搅拌30分钟。4搅拌完毕后，取出内部的磁铁(避免用手或者其他器具直接接触)，用一个磁场强度较大的磁棒放在球磨罐的底部外面，使罐中的磁棒牢牢的吸附在球磨罐的底部，先把浆料倒出来，然后拿掉罐外磁棒，把罐内磁铁小心地倒入200ml烧杯中。5磁铁表面吸的正极活性物质，用超纯水来清洗后，利用超声波来洗净15秒钟。6步骤5的手法反复进行10遍。
7洗好的磁铁转移到IOOml烧杯中。(防止异物的混入)8在烧杯里，倒稀王水(浓盐酸浓硝酸=3 1) IOml后，再加入磁铁沉浸程度的超纯水。然后加热到60°C左右25分钟左右。9转移、定容将加热好的溶液转移倒IOOml容量瓶中，润洗3次，并把润洗液也转移到容量瓶中，最后用超纯水定容。10试样送测试准备好的溶液，送ICP进行定量分析铁、铬、铜、锌、镍、钴的含量 (磷酸铁锂再加测一个锂元素)。其中对！^元素含量的检测结果为溶液中铁浓度为0. 2 μ g/ml。11数据处理磁性金属元素计算方法以狗为例，公式如下，其他元素同此。磁性铁的含量=溶液中铁含量(μ g/ml) *100ml/999. 8g由此得到LiCoA粉末中磁性!^e的含量为0. 2 μ g/ml*100ml/999. 8/1000000 = 20ppb实施例二1.用电子称称量LiCoO2粉末约IlOOg后，投入到聚四氟乙烯球磨罐中，然后按照实施例1中“操作步骤” 2 10进行，然后测试磁性铁的含量(第一次测量)；2.将上述LiCoO2粉末再次投入清洗过的聚四氟乙烯球磨罐中，重复“操作步骤”2 10，然后测试磁性铁的含量(第二次测量)，结果显示，此次磁性铁含量远小于第一次测量结果值，且接近0;3.重复2步骤多次，致使前后两次磁性铁的含量差值小于5% (且基本接近0)，方可。4.取上述实验完成的LiCoA粉末1000. 6g，将用微量天平称取0. 102mg的超细铁粉(优级品)加入其中，然后按照“操作步骤”2 10进行，然后测试磁性铁的含量，检测结果为溶液中铁浓度为1. 016 μ g/ml ；5.数据处理用ICP仪器测量粉末中磁性Fe的含量为1. 016 μ g/ml*100ml/1000. 6 = 0. 1016mg结果显示，该方法准确率在99. 67%。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种锂离子电池粉体材料中磁性物质的检测方法，所述方法包括，将粉体材料与磁铁一起充分搅拌后取出磁铁，去除磁铁上吸附的粉体材料，之后用酸性溶液清洗磁铁得到清洗液，检测清洗液中的磁性物质含量。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述粉体材料为锂离子电池正极粉体材料。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于所述磁性物质为金属杂质。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于所述磁性物质为铁单质。
5.根据权利要求1 4任意一项所述的检测方法，其特征在于所述将粉体材料与磁铁一起充分搅拌是在具有耐磨层的球磨罐中进行搅拌，且磁铁表面具有耐磨层。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于所述磁铁为5000高斯以上的磁棒。
7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于所述耐磨层为聚丙烯耐磨层、聚四氟乙烯耐磨层或陶瓷耐磨层
8.根据权利要求1 4任意一项所述的检测方法，其特征在于所述用酸性溶液清洗磁铁包括，用稀王水清洗磁铁并补充超纯水至浸没磁铁，加热或不加热，之后倒出并保留清洗液，所述稀王水中，王水高纯水的体积比为0. 8 1. 2 1。
9.根据圈里要求8所述的检测方法，其特征在于所述稀王水的用量为每IOOOg粉体材料10 18ml稀王水。
10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于所述加热温度为40 80°C。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池粉体材料中磁性物质的检测方法，所述方法包括，将粉体材料与磁铁一起充分搅拌后取出磁铁，去除磁铁上吸附的粉体材料，之后用酸性溶液清洗磁铁得到清洗液，检测清洗液中的磁性物质含量。本发明的方法，通过选用特定的工艺，可以准确检测出锂离子电池粉体材料特别是正极粉体材料中极微量的磁性物质，比如铁单质等金属杂质，检测精度可以精确到ppm级。
文档编号G01N1/34GK102235950SQ20101016638
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者杨闯, 武磊磊, 涂旭光, 邱沫 申请人:深圳市比克电池有限公司