Recommended ICP-OES Consumables, Standard Solutions, and Tools For the Lithium Battery Industry

Význam tématu

Kontrola kvality surovin a polotovarů v průmyslu lithium-iontových baterií je zásadní pro zajištění výkonu, životnosti a bezpečnosti finálních článků. ICP-OES je klíčová technika pro kvantitativní stanovení stopových prvků v anodech, katodách, elektrolytech a separátorech.

Cíle a přehled studie

Cílem je představit doporučené spotřební materiály, standardní roztoky a doplňky pro ICP-OES analýzu v řetězci výroby lithium-iontových baterií. Studie mapuje požadavky na robustní systém pro přívod vzorku a kalibraci v náročných matriích použivaných v upstream i midstream etapách výroby.

Použitá metodika a instrumentace

Technika ICP-OES využívá excitaci atomů v plazmě a měření emission spektra pro stanovení prvkového složení. Přívod vzorku zahrnuje:

• Ustálené trubičky z PVC, SolvaFlex a Marprene pro čiré, kyselé, zásadité i organické vzorky
• Neulizátory: skleněné soustředné, PTFE, inertní OneNeb pro různé matice
• Spray komory: dvojprůchodové cyklonické i inertní variace
• Hořáky: polo-demontovatelné i plně demontovatelné, křemenné a keramické injektory pro HF a organika

Použitá instrumentace

Agilent 5000 Series ICP-OES s těmito součástmi:

• Pumpovací trubky: PVC bílá/bílá, modrá/modrá, oranžová/zelená; SolvaFlex; Marprene
• Neulizátory a spray komory: U-series Seaspray, Mira Mist PTFE, OneNeb Series 2, inertní cyklonické
• Hořáky: G8010-60236 (semi-demountable), G8020-68002 (org. plně demountable), keramické a křemenné injektory
• Standardní roztoky: Li, Ni, Co, Mn, Fe, S, P, Hg (1000 µg/mL v HNO3 nebo vodě) a QCSTD-27 (100 mg/L, víceprvkové)
• Údržbové pomůcky: čistič nebulizérů, stojany na hořáky, kalibrační roztoky, argonové a vzduchové filtry, komponenty odpadní nádrže

Hlavní výsledky a diskuse

Testované spotřební díly prokázaly vysokou chemickou odolnost vůči solným roztokům lithia, HF a organickým rozpouštědlům. Doporučené varianty minimalizují riziko ucpání, opotřebení a koroze, což zlepšuje stabilitu signálu a reprodukovatelnost výsledků. Komplexní nabídka zjednodušuje inventarizaci i údržbu.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace specializovaných souprav:

• Urychluje přípravu vzorků a snižuje prostoje laboratoře
• Zajišťuje konzistentní kvalitu dat pro vývoj i výrobu baterií
• Optimalizuje náklady na spotřební materiál a údržbu zařízení

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření inertních materiálů odolných vůči extrémním chemickým podmínkám, nasazení mikrofluidních přívodů vzorku, automatizace výměny spotřebního materiálu a online monitoringu stavu dílů. Tyto inovace přinesou vyšší provozní efektivitu a lepší kontrolu výrobních procesů.

Závěr

Agilent nabízí komplexní a modulární řešení pro ICP-OES analýzu ve výrobě lithium-iontových baterií. Správná volba spotřebních dílů a standardních roztoků vede k vyšší robustnosti měření, snížení nákladů na údržbu a lepší kvalitě dat potřebných pro bezpečnost a výkonnost bateriových článků.