新能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天,鋰離子電池作為核心儲能部件,其性能與安全性直接決定著電動汽車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域的發(fā)展上限。而石墨,作為鋰電池負極材料的“主力軍”,其純度把控成為行業(yè)關(guān)注的焦點。廣東中科諦聽科技有限公司(以下簡稱“中科諦聽”)最新發(fā)布的石墨樣品測試報告顯示,其自主研發(fā)的DITEE SWORD 500 ICP-OES等離子體發(fā)射光譜儀,為鋰電材料品質(zhì)控制提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
一、石墨雜質(zhì):鋰電性能的“隱形殺手”
石墨憑借高導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性和低廉成本,占據(jù)鋰電池負極材料市場的90%以上份額。然而,無論是天然石墨的礦石開采,還是人造石墨的高溫合成,均不可避免地引入金屬雜質(zhì)。鐵、銅、鋅等元素的存在,可能引發(fā)電池內(nèi)部短路、自放電加劇、循環(huán)壽命縮短等問題。例如,鐵含量若超過10ppm,會加速電解液分解;銅、鎳等過渡金屬則可能催化副反應(yīng),導(dǎo)致電池容量快速衰減。因此,行業(yè)對石墨雜質(zhì)的控制標準日益嚴苛,多數(shù)元素要求低于5ppm,甚至達到痕量級別。
但石墨材料的檢測面臨多重挑戰(zhàn):樣品需通過強腐蝕性的王水消解,溶樣過程易引入污染;待測元素濃度極低,普通檢測設(shè)備難以精準量化;復(fù)雜基體中的光譜干擾,更考驗儀器的抗干擾能力。如何突破這些技術(shù)瓶頸,成為中科諦聽研發(fā)的核心方向。
二、技術(shù)突破:ICP-OES光譜儀的“精準之道”
中科諦聽DITEE SWORD 500 ICP-OES光譜儀的問世,為石墨雜質(zhì)檢測提供了系統(tǒng)性解決方案。該設(shè)備集成多項創(chuàng)新技術(shù),構(gòu)建了從樣品激發(fā)到數(shù)據(jù)輸出的全鏈條精準控制體系:
穩(wěn)定的等離子體激發(fā)系統(tǒng)
大功率可調(diào)RF電源(1200W)結(jié)合功率自調(diào)諧技術(shù),確保等離子體在復(fù)雜基體樣品檢測中保持穩(wěn)定。垂直炬管軸向觀測設(shè)計,有效降低背景噪聲,即使面對高酸度溶樣,也能實現(xiàn)元素的高效激發(fā)與電離。高分辨光學(xué)系統(tǒng)
采用全一級譜線羅蘭圓光室(焦距500mm,光柵刻線2700L/mm),光譜分辨率達0.006nm級,可精準分離相鄰譜線,避免基體干擾。例如,在檢測鐵元素時,能有效區(qū)分其與銅、鎳的重疊譜線,確保數(shù)據(jù)準確性。高靈敏度檢測單元
24塊科研級CMOS檢測器呈品字形排列,覆蓋180-870nm全波長范圍,動態(tài)范圍超過10?,可同時捕捉痕量元素的微弱信號。配合紫外增強技術(shù),對鋁、硼等輕元素的檢測下限低至0.1mg/kg。智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
內(nèi)置動態(tài)漂移校正算法,自動校準光路偏差;工作曲線擬合優(yōu)度達0.9996以上,通過標準曲線與樣品信號的實時比對,實現(xiàn)元素含量的快速反演。
三、實測驗證:痕量雜質(zhì)的“無所遁形”
在針對青島華騰石墨粉的測試中,DITEE SWORD 500展現(xiàn)出驚人的檢測能力:
多元素同步檢測:一次性完成鐵、鋁、銅、鎳、鋅、鉻、鋯7種雜質(zhì)的定量分析,單次測試耗時僅需數(shù)分鐘。 結(jié)果精準可靠:兩款石墨樣品中,鋁含量為11-11.4mg/kg,鐵含量25.8-28.3mg/kg,均低于行業(yè)閾值;銅含量低至0.19-0.32mg/kg,鋅、鋯未檢出,表明樣品純度達到鋰電材料標準。 方法穩(wěn)定性強:工作曲線線性關(guān)系優(yōu)異(如鋅元素擬合優(yōu)度0.9999),重復(fù)測試誤差小于2%,驗證了儀器在痕量分析中的可靠性。
四、行業(yè)價值:從“實驗室”到“生產(chǎn)線”的品質(zhì)賦能
中科諦聽ICP-OES光譜儀的應(yīng)用,不僅解決了石墨檢測的技術(shù)難題,更推動了鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的品質(zhì)升級:
材料研發(fā)端:幫助企業(yè)快速篩選高純度石墨原料,縮短研發(fā)周期; 生產(chǎn)質(zhì)控端:實現(xiàn)從礦石加工到成品出貨的全流程監(jiān)控,降低不合格品率; 標準建設(shè)端:為行業(yè)制定更嚴苛的雜質(zhì)提供數(shù)據(jù)支撐,助力我國鋰電材料技術(shù)走向國際前沿。
隨著全球新能源競爭的加劇,材料純度的把控已成為鋰電池企業(yè)的核心競爭力之一。中科諦聽以光譜技術(shù)為刃,精準剔除石墨中的“雜質(zhì)陷阱”,為鋰電產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展筑牢根基。未來,隨著固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術(shù)的興起,其檢測技術(shù)或?qū)⑼卣怪粮嚓P(guān)鍵材料領(lǐng)域,持續(xù)賦能新能源行業(yè)的創(chuàng)新突破。
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