引言
電解質(zhì)作為電池的重要組成成分，其性能直接決定了電池的充放電安全、能量密度和循環(huán)周期，目前全球都在技術(shù)攻關(guān)固態(tài)鋰電池技術(shù)，由于傳統(tǒng)鋰電池主要采用六氟磷酸鋰作為電解液，存在 SEI 膜持續(xù)生長、過渡金屬溶解、電解液氧化和析鋰，導(dǎo)致鋰電池存在鼓包、短路和熱失控，從而造成電池自燃，液態(tài)鋰電池和固態(tài)鋰電池主要技術(shù)區(qū)別如下表：
目前，全球固態(tài)電解質(zhì)處于技術(shù)攻關(guān)階段，電池產(chǎn)品尚未完全商業(yè)化，全球固態(tài)電池研發(fā)投入在2023年達到創(chuàng)紀錄的54億美元，一旦固態(tài)鋰電池成功商用，將顛覆全球能源格局和產(chǎn)業(yè)格局，其中LLZO作為最具市場化潛力的固態(tài)電解質(zhì)材料之一，具有高鋰離子電導(dǎo)率、低電子導(dǎo)電率（EC）、高機械和熱穩(wěn)定性以及寬電化學(xué)窗口等特點，有望成為推動下一代儲能技術(shù)騰飛的“種子選手”，為了增強固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰的浸潤性，有研究人員通過摻雜一些Nb元素到富鋰石榴石結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，可以大幅改善其電導(dǎo)率，是非常可能商業(yè)化的電解質(zhì)材料。
和傳統(tǒng)電池一樣，研究人員需要對主要和雜質(zhì)成分進行精確分析以確保其產(chǎn)品一致性和安全性，ICP-OES是目前適合該類型產(chǎn)品測試分析利器。
固態(tài)電解質(zhì)元素測試技術(shù)特點：
1
對于固態(tài)電解質(zhì)中主含量元素分析精度要求較高，如Li La Zr以及添加的改性元素的含量要求極為嚴苛，可參考正極材料行業(yè)法規(guī)要求。
2
對于固態(tài)電解質(zhì)中雜質(zhì)元素控制比較嚴格，可參考目前傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的磁性異物元素及雜質(zhì)總量控制要求，檢測要求可能低于1mg/kg水平。
3
固態(tài)電解質(zhì)中的的主成分對于雜質(zhì)元素具有較大的基體干擾和光譜干擾，需要選擇合適的分析波長來避之。
賽默飛iCAP PRO系列ICP-OES優(yōu)勢：
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下面案例展示了iCAP PRO系列ICP-OES準確可靠的分析LLZO固態(tài)電解質(zhì)的主元素和雜質(zhì)元素
儀器參數(shù)
為了消除雜質(zhì)元素受到主含量元素的基體干擾，雜質(zhì)元素采用基體匹配法測試和水平觀測測試，主含量元素稀釋50倍后采用垂直觀測測試，具體條件參數(shù)如下
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標準曲線、檢出限、方法檢出限及樣品分析結(jié)果
各元素分析波長以及線性擬合見下表，其中雜質(zhì)元素按照樣品0.05g溶解至50ml來計算其方法檢出限。
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雜質(zhì)元素準確度
針對雜質(zhì)元素的準確性進行加標驗證，各雜質(zhì)元素加標回收率可在80-110%以內(nèi)，確保了雜質(zhì)元素分析數(shù)據(jù)的準確性
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主含量元素穩(wěn)定性
針對主含量元素進行了長期穩(wěn)定性驗證測試，數(shù)據(jù)表明在2小時內(nèi)，Li La Zr Nb主含量元素都能實現(xiàn)0.5%的高精度分析要求
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分析結(jié)論
實驗數(shù)據(jù)表明，iCAP PRO Series ICP-OES使用了中階梯光柵和棱鏡二維分光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，業(yè)內(nèi)最佳的恒溫光路設(shè)計，可保證分析 La Li Zr Nb主含量元素的穩(wěn)定性，主量元素短期穩(wěn)定性可獲得RSD＜0.5%的穩(wěn)定性，同時分光系統(tǒng)能夠去除光譜背景對雜質(zhì)元素的譜線干擾，雜質(zhì)元素都可獲得不受干擾的分析波長，雜質(zhì)元素方法檢出限低，加標回收率普遍介于90%-110%，確保雜質(zhì)元素分析結(jié)果的準確性；全可拆卸式EMT 炬管設(shè)計，確保具有最低的耗材運行成本，成為鋰電池行業(yè)中多種主量、雜質(zhì)元素測量需求的選擇方案，助力固態(tài)鋰電池成功商業(yè)化量產(chǎn)。
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