[发明专利]一种磷酸锰锂中单质锰的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，具体涉及一种磷酸锰锂中单质锰的检测方法。

背景技术

磷酸锰锂作为锂离子正极材料使电池具有较好的性能，但是如果磷酸锰锂中含有单质锰对材料性能影响较大，严重影响电池的性能，导致电池容量下降，循环稳定性降低，电池短路等等。

目前，关于单质锰的检测方法基本上都是在检测之前用酸溶液溶解试样，磷酸锰锂中二价锰也溶解在酸溶液中，检测的锰含量为磷酸锰锂中总锰的含量，因为磷酸锰锂只溶解于酸溶液中，不溶解于碱溶液中，而单质锰和酸也会发生反应而溶解，导致在酸性条件下很难检测单质锰的含量。虽然单质锰可以和热水反应放出氢气，但是生成的沉淀物Mn(OH)₂与磷酸锰锂无法分离，方程式如下：Mn+2H₂O=Mn(OH)₂↓+H₂↑；若要检测磷酸锰锂中单质锰的含量，需要找一种方法来分离磷酸锰锂和单质锰，以避免检测过程中的干扰。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种磷酸锰锂中单质锰的检测方法，具有方法简单，操作方便，观察容易，终点判断准，重现性好，数据准确，分析效率高等特点。

本发明一种磷酸锰锂中单质锰的检测方法，使用缓冲溶液的热溶液选择性溶解磷酸锰锂中单质锰，冷却过滤除去不溶物，利用硫酸亚铁铵滴定法测定滤液中的锰含量，来检测磷酸锰锂中单质锰，具体步骤如下：

（1）称取试样加入缓冲溶液，搅拌均匀；

（2）将步骤（1）得到的样品加热，然后过滤；用水洗涤，滤液合并，移入容量瓶中，定容；

（3）移取步骤（2）所得溶液，加入磷酸，混匀，加热，溶液蒸发至刚好有磷酸烟冒出，停止加热；

（4）加入硝酸铵、摇匀、静置、除尽氮氧化物，冷却，加入去离子水，摇匀，继续冷却至常温，然后用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定至溶液呈浅红色；然后加入N-苯代邻氨基苯甲酸，继续滴定至滴定终点，记下滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积；

（5）

式中：

c—硫酸亚铁铵标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升；

V₂—滴定时消耗硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，单位为毫升；

m₀—试样的质量，单位为克；

T—移取检测溶液体积占总体积的比例；

54.94—锰的摩尔质量，单位为克每摩尔。

上述步骤（1）中选择缓冲液来控制溶液的PH值，从而防止Mn(OH)₂↓生成，使单质锰以锰离子的形式存在；因磷酸锰锂溶解时要求的PH值偏低，在此过程中磷酸锰锂不溶解在硝酸铵-氨水缓冲溶液的热溶液中，从而达到分离磷酸锰锂和单质锰的目的。

上述步骤（4）中加入硝酸铵使其在规定条件下可把试样中二价锰氧化完全。

优选地，所述步骤（1）中所用的缓冲溶液为硝酸铵-氨水缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液，硼砂－氯化钙缓冲溶液，硼酸盐缓冲溶液，氨水-氯化铵缓冲溶液；再优选地，所述步骤（1）中所用的缓冲溶液为硝酸铵-氨水缓冲溶液。

优选地，所述步骤（2）中加热时间为2～30mi n；再优选地：所述加热时间为10min。

优选地，所述步骤（2）中用四层慢速滤纸，加纸浆，减压过滤。

优选地，所述步骤（2）中用水洗涤5～8次。

优选地，所述步骤（3）中加热温度为220～240℃。

优选地，所述步骤（4）中除尽氮氧化物，冷却温度至50～60℃。再优选地，所述步骤（4）中除尽氮氧化物，冷却温度至55℃。

本发明提供了一种磷酸锰锂中单质锰的检测方法，具有以下有益效果：

1.本发明具有方法简单、操作方便、观察容易、终点判断准、重现性好、数据准确、分析效率高等优点；

2.本发明试样溶解方法可以确保样品溶解充分；硝酸铵在规定条件下可以把试样中二价锰氧化完全；

3.本发明滴定终点容易判断，分析具有良好精密度和准确度；

4.本发明方法分析时间短，便于现场检测；

5.本发明所需设备简单，容易操作，没有危险性，所需试剂价格低廉；

6.本发明检测方法灵敏度高，检测范围广，可以检测单质锰的含量范围为0%～100%。

具体实施方式