Determination of Elemental Impurities in Lithium Hydroxide Using ICP-OES
Aplikace | 2023 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Rostoucí poptávka po lithium-iontových bateriích pohání masivní expanzi trhu s lithiovými sloučeninami, zejména s hydroxidem lithným (LiOH). LiOH je klíčovým prekurzorem moderních katodových materiálů s vysokým obsahem niklu (NMC), protože umožňuje rychlejší a úplnější syntézu za nižší teploty, což vede k vyšší životnosti a bezpečnosti baterií. Aby bylo možné garantovat kvalitu LIB komponent od surovin až po finální výrobky, je nezbytné vyvinout spolehlivé a citlivé metody pro stanovení stopových nečistot v LiOH, které neovlivní vysoká koncentrace lithia v matrici.
Cílem studie bylo ověřit vhodnost Agilent 5800 VDV ICP-OES vybaveného sedmiportovým přepínacím ventilem AVS 7 a softwarovými nástroji pro vyhodnocení 27 prvků ve vzorcích LiOH s deklarovanou čistotou 98 %. Metoda byla validována pomocí kalibrací, spike testů a dlouhodobé stability měření.
Vzorky: 1 g LiOH rozpuštěného v 10 % HNO3 do 100 mL a zředěné roztoky Li2CO3 pro komparaci.
Kalibrace: Víceprvkové standardy (0–0,5 mg/L, pro Na/K až 5 mg/L) a 2900 mg/L Li pro maticové zlomek.
Background correction: Automatické Fitted Background Correction (FBC) a Fast Automated Curve-fitting Technique (FACT) pro řešení spektrálních interferencí.
Internal standard: Vybrané prvky (In, Bi, Rb) podle matice; Na měřen v radiálním režimu pro omezení ionizačních interferencí od Li.
Akviziční podmínky: Osová a radiální detekce, RF výkon 1,2 kW, Ar průtok 13,5 L/min, 3 čtení na vzorek.
Metoda nabízí spolehlivou kontrolu kvality LiOH-prekurzorů v bateriovém průmyslu, kombinující vysokou citlivost, rychlý režim analýzy a nízké provozní náklady. Díky pokročilým softwarovým nástrojům je možné flexibilně přizpůsobit metodu pro různé přečistoty a matice lithia.
Agilent 5800 VDV ICP-OES s AVS 7 a integrovanými softwarovými nástroji poskytuje robustní, citlivou a vysoce produktivní metodu pro kvantifikaci stopových nečistot v LiOH. Metoda splňuje požadavky průmyslových standardů, nabízí vynikající přesnost, stabilitu a nízké náklady na provoz a údržbu.
ICP-OES
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Rostoucí poptávka po lithium-iontových bateriích pohání masivní expanzi trhu s lithiovými sloučeninami, zejména s hydroxidem lithným (LiOH). LiOH je klíčovým prekurzorem moderních katodových materiálů s vysokým obsahem niklu (NMC), protože umožňuje rychlejší a úplnější syntézu za nižší teploty, což vede k vyšší životnosti a bezpečnosti baterií. Aby bylo možné garantovat kvalitu LIB komponent od surovin až po finální výrobky, je nezbytné vyvinout spolehlivé a citlivé metody pro stanovení stopových nečistot v LiOH, které neovlivní vysoká koncentrace lithia v matrici.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit vhodnost Agilent 5800 VDV ICP-OES vybaveného sedmiportovým přepínacím ventilem AVS 7 a softwarovými nástroji pro vyhodnocení 27 prvků ve vzorcích LiOH s deklarovanou čistotou 98 %. Metoda byla validována pomocí kalibrací, spike testů a dlouhodobé stability měření.
Použitá instrumentace
- ICP-OES Agilent 5800 VDV s CCI (chladícím kuželovým rozhraním)
- SeaSpray skleněná koncentričká neonelizér a dvojitá cyklonická spray komora
- Semi-demontovatelná hořáky s 1,8 mm křemíkovou tryskou
- Argonový zvlhčovač plynu pro stabilní analýzu solných vzorků
- Přepínací ventil AVS 7 pro snížení zátěže vzorku v systému
- Softwarové moduly ICP Expert Pro, IntelliQuant, IntelliQuant Screening a EMF
Použitá metodika
Vzorky: 1 g LiOH rozpuštěného v 10 % HNO3 do 100 mL a zředěné roztoky Li2CO3 pro komparaci.
Kalibrace: Víceprvkové standardy (0–0,5 mg/L, pro Na/K až 5 mg/L) a 2900 mg/L Li pro maticové zlomek.
Background correction: Automatické Fitted Background Correction (FBC) a Fast Automated Curve-fitting Technique (FACT) pro řešení spektrálních interferencí.
Internal standard: Vybrané prvky (In, Bi, Rb) podle matice; Na měřen v radiálním režimu pro omezení ionizačních interferencí od Li.
Akviziční podmínky: Osová a radiální detekce, RF výkon 1,2 kW, Ar průtok 13,5 L/min, 3 čtení na vzorek.
Hlavní výsledky a diskuse
- Linearity: Korelační koeficienty R>0,999 pro všechny analyty v pracovních rozsazích.
- Detekční limity: Obvykle <1 mg/kg pro většinu prvků, u Na/K do 0,1 mg/kg v matici 2900 mg/L Li.
- Přesnost a přesnost: Spike recovery 90–110 % při 0,05 a 0,1 mg/L; opakovatelnost RSD <5 %.
- Dlouhodobá stabilita: 290 měření za 6,8 h bez rekalibrace, %RSD <5 % pro analyty i kontrolní roztoky.
- Produktivita: Průměrná doba měření snížena z 138 s na 84 s díky AVS 7; snížení spotřeby Ar až o 50 %.
- Údržba: IntelliQuant a EMF umožnily proaktivní odhalení spektrálních interferencí a plánování servisních zásahů, čímž se minimalizovala neplánovaná odstávka.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí spolehlivou kontrolu kvality LiOH-prekurzorů v bateriovém průmyslu, kombinující vysokou citlivost, rychlý režim analýzy a nízké provozní náklady. Díky pokročilým softwarovým nástrojům je možné flexibilně přizpůsobit metodu pro různé přečistoty a matice lithia.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření validace pro další formy lithia (Li2CO3, LiCl) a vývoj harmonizovaných mezinárodních norem (ISO/AWI 16423).
- Integrace s plně automatizovanými systémy pro sledování kvality v reálném čase.
- Rozšíření metodiky na další vysoce ionizovatelné matrice v energetickém a chemickém průmyslu.
Závěr
Agilent 5800 VDV ICP-OES s AVS 7 a integrovanými softwarovými nástroji poskytuje robustní, citlivou a vysoce produktivní metodu pro kvantifikaci stopových nečistot v LiOH. Metoda splňuje požadavky průmyslových standardů, nabízí vynikající přesnost, stabilitu a nízké náklady na provoz a údržbu.
Reference
- Grand View Research: Lithium compounds market size worth USD 26.7 billion by 2030. 2023.
- Liu H., Azimi G.: Production of battery grade lithium hydroxide monohydrate using barium hydroxide. Resources, Conservation & Recycling 179 (2022): 106115.
- Yudha C.S.: Synthesis of LiNi0.85Co0.14Al0.01O2 cathode material and its performance in an NCA/graphite full-battery. Energies 12 (2019): 1886.
- Argus Media: Lithium hydroxide demand to overtake carbonate. 2019.
- Barrera P.: Will Lithium Hydroxide Really Overtake Lithium Carbonate? 2019.
- GB/T 26008-2020: Battery grade lithium hydroxide monohydrate. 2020.
- GB/T 11064.16-2013: Chemical analysis of lithium carbonate, LiOH·H2O and LiCl by ICP-OES. 2013.
- ISO/AWI 16423: Lithium hydroxide monohydrate – Determination of impurities – ICP-OES method.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
ICP-OES Analysis of Copper Recovered from Li-Ion Batteries for Foil Manufacturing
2025|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Chemicals ICP-OES Analysis of Copper Recovered from Li-Ion Batteries for Foil Manufacturing Automated characterization of materials for battery remanufacturing using the Agilent 5800 ICP-OES Author Ana Garcia-Gonzalez Agilent Technologies, Inc. Introduction The main goal of lithium-ion…
Klíčová slova
mdl, mdlfitted, fittedfact, factspike, spikedilution, dilutionelectrolyte, electrolyteelement, elementsolvaflex, solvaflexoes, oesintelliquant, intelliquanticp, icprecycling, recyclingbattery, batteryviewing, viewingprescriptive
Determination of Multiple Elements in Lithium Salts using Autodilution with ICP-OES
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Chemical and Energy Determination of Multiple Elements in Lithium Salts using Autodilution with ICP-OES Automated analysis of lithium-ion battery precursor chemicals by Agilent 5800 VDV ICP-OES and Agilent ADS 2 autodilutor Author Introduction Ruby Bradford The transition to…
Klíčová slova
axial, axialfitted, fittedmdl, mdlautodilution, autodilutionlithium, lithiumcalibration, calibrationoes, oesviewing, viewingicp, icpsample, sampledilution, dilutionautocalibration, autocalibrationpump, pumpelement, elementmeasured
Analysis of Elemental Impurities in Lithium Iron Phosphate Cathode Materials for LIBs by ICP-OES
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Materials Analysis of Elemental Impurities in Lithium Iron Phosphate Cathode Materials for LIBs by ICP-OES Accurate, robust measurement of 31 elements in LFP using the Agilent 5800 ICP-OES Authors Introduction Sima Singha and Neli Drvodelic The…
Klíčová slova
fitted, fittedmdl, mdlfact, factelements, elementselement, elementrinse, rinsecalibration, calibrationspike, spikeintelliquant, intelliquanttrace, traceicp, icpcathode, cathodecorrection, correctionsalt, saltelemental
Determination of Elemental Impurities in Silicon-Carbon Anode Materials for Lithium-Ion Batteries by ICP-OES
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Chemicals Determination of Elemental Impurities in Silicon-Carbon Anode Materials for Lithium-Ion Batteries by ICP-OES Accurate, robust measurement of 25 elements using the Agilent 5800 ICP-OES Author Introduction Ying Qi The global market for lithium-ion batteries (LIBs)…
Klíčová slova
fitted, fittedlod, lodsilicon, silicongraphite, graphitespike, spikecarbon, carbonconcentration, concentrationfact, factoes, oeselement, elementanode, anodemeasured, measuredcorrection, correctionsample, sampleicp