ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Single quadrupole-inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) as a tool for process control in lithium battery recycling

Aplikace | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
ICP/MS
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Recyklace lithium-iontových baterií je klíčová pro udržitelnost elektromobility a energetického úložiště. Kontrola stopových prvků v anodových materiálech zajišťuje dostatečnou čistotu grafitu pro opětovné použití a minimalizuje uhlíkovou stopu výroby.

Cíle a přehled studie


Tato studie demonstrovala možnost využití jednokvadrupólové ICP-MS vybavené argonovou plynovou dilucí (AGD) a kinetickou energetickou diskriminací (He KED) pro kvantitativní stanovení více než 40 prvků v rozpuštěných anodových vzorcích. Cílem bylo ověřit citlivost, přesnost a dlouhodobou stabilitu metody při vysokém obsahu kyseliny v digestačním roztoku.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorky byly připraveny mikrovlnnou digesí v aqua regii, následovalo odstředění a ředění pomocí zabudované AGD. Pro analýzu byl použit přístroj Thermo Scientific iCAP RQplus ICP-MS s následujícími komponentami:
  • PLUS torch s 2,5 mm křemíkovým injektorem
  • Peltierem chlazená křemenná cyklonová komora (2,7 °C)
  • MicroMist nebulizér (400 µL·min⁻¹) a EasyClick peristaltické čerpadlo
  • Kinetická bunka QCell s čistým heliem (He KED)
  • Argonová plynová diluce v režimu AGD-low
  • Autosampler iSC-65 s funkcí Step Ahead
  • Řídicí software Qtegra ISDS

Hlavní výsledky a diskuse


Metoda prokázala vynikající linearitu (R² > 0,99) a mez detekce pod 0,1 µg·L⁻¹ pro všechny cílové prvky, včetně těch obtížně měřitelných v přítomnosti chloridů (V, Cr, Ge, As). Spike recovery testy ukázaly návratnost 84–104 % a RSD < 4,4 %. V long-run experimentu 189 vzorků po dobu 9 h zůstaly kontinuální kalibrační ověřovací vzorky v rozmezí 88–109 % s RSD < 4 %. Interní standardy vykazovaly stabilní signál (84–108 %) během celého běhu.

Přínosy a praktické využití metody


  • Možnost přímé analýzy vysoce kyselých digestačních roztoků bez manuálního ředění
  • Eliminace polyatomických interferencí pomocí He KED
  • Automatizace a vysoká produktivita díky AGD a funkci Step Ahead
  • Vysoká spolehlivost a reprodukovatelnost vhodná pro laboratorní QC procesy

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se rozšíření aplikace na stanovení platiny a vzácných zemin, online propojení s digesčními moduly a integrační řešení pro real-time monitoring výrobních linek. Dále se rozvíjí plně automatizovaná řešení a zelenější digesce s nižší spotřebou chemikálií.

Závěr


Vyvinutá metoda s použitím iCAP RQplus ICP-MS, AGD a He KED nabízí citlivou, přesnou a vysoce robustní analýzu stopových prvků ve vzorcích anod z recyklovaných baterií. Díky automatizaci a dlouhodobé stabilitě je vhodná pro rutinní kontrolu kvality a podporuje cirkulární ekonomiku baterií.

Reference


  1. Magampa PP, Manyala N, Focke WW. J Nucl Mater. 2013;436:76–83.
  2. Thermo Fisher Scientific. Product Spotlight 44485: Thermo Scientific iCAP Qnova Series ICP-MS PLUS Torch for improved ICP-MS analysis of challenging samples.
  3. Thermo Fisher Scientific. Technical Note 001705: Achieving robustness and improving productivity every day using a simplified approach of argon gas dilution (AGD) with ICP-MS.
  4. Thermo Fisher Scientific. Product Spotlight 001587: Thermo Scientific iSC-65 Autosampler and Qtegra ISDS Software: reliability to power through your challenging ICP-OES and ICP-MS workflows.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Managing the challenges of analyzing battery materials using triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) equipped with Argon Gas Dilution
Application note | 002086 Energy Managing the challenges of analyzing battery materials using triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) equipped with Argon Gas Dilution Authors Goal Tomoko Vincent , Daniel Kutscher , To demonstrate the analysis of critical…
Klíčová slova
mdl, mdlked, kedbattery, batterycathode, cathoderecycled, recycledmicrowave, microwavedigestion, digestionstandard, standardsample, samplesolution, solutioncompleted, completedsamples, samplesmode, modehotplate, hotplaterecovery
Managing the challenges of analyzing brine solutions of variable concentration using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) equipped with argon gas dilution
Application note | 001503 Industrial Managing the challenges of analyzing brine solutions of variable concentration using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) equipped with argon gas dilution Authors Goal Tomoko Vincent, Daniel Kutscher To highlight how ICP-MS can be used…
Klíčová slova
lanthanides, lanthanidesothers, othersbrine, brinerecovery, recoverydilution, dilutioninternal, internalagd, agdanalysis, analysissample, sampleccv, ccvhawk, hawkked, kedspike, spikefound, foundover
Analysis of photovoltaic grade silicon using triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
Application note | 003016 Industrial Analysis of photovoltaic grade silicon using triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) Authors Goal Tomoko Vincent1, Daniel Kutscher1 To demonstrate a robust and accurate analytical method for the determination of bulk Thermo Fisher…
Klíčová slova
normal, normalked, kedsilicon, siliconims, imsmdl, mdlphotovoltaic, photovoltaichigh, highinterference, interferencephosphorus, phosphorusicp, icpqcell, qcellanalysis, analysisremoval, removalwafer, wafermatrix
Accurate and robust long-term analysis of food and beverage samples using single quadrupole ICP-MS
Application note | 001533 Food analysis Accurate and robust long-term analysis of food and beverage samples using single quadrupole ICP-MS Author Goal Sukanya Sengupta1, Bhagyesh Surekar1, To demonstrate the applicability of the Thermo Scientific™ iCAP™ RQplus ICP-MS for Laurent Naels…
Klíčová slova
food, foodrecovery, recoveryrqplus, rqplusdilution, dilutionstdev, stdevagd, agdicp, icpcertified, certifiedsamples, sampleselements, elementsfactor, factormloq, mloqdrink, drinkicap, icapaverage
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.