高精度、低成本、快速分析 | ARL EDXRF助力NCM前驱体产品检测

来源：赛默飞化学分析仪器      分类：成果 2023-12-15 09:38:04 46阅读次数

随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池退役量逐年上升。做好动力电池回收利用是新能源产业可持续发展的重要环节，也是锂、镍、钴等战略性矿产资源可持续供应的关键。高效的回收利用不仅可以保障新能源汽车产业持续健康发展，而且对实现“双碳”目标具有重要意义。

NCM电池（镍钴锰酸锂电池）是目前动力电池的正极材料的主要技术路线之一，因此，也是当前动力电池回收的主要对象。中国企业对于NCM电池的回收大多采用“湿法技术路线”，其主要工艺流程是“前处理-浸出-萃取-合成”。流程中的“合成”工序，即是将 “萃取” 出来的镍、钴、锰溶液，按规格需要处理合成为新的NCM前驱体溶液，并通过加工得到前驱体晶体后，与碳酸锂进行配比和进一步处理，最终产出镍钴锰酸锂粉末。

“合成”工序中NCM前驱体溶液和前驱体晶体中镍、钴、锰元素的含量是决定正极材料品质的关键因素，因此，相关的检测标准往往极为严格，不仅含量数值必须达到标准，而且对于数值的极差也有很高的要求，通常是：每个元素的摩尔比极差优于0.3%（千分之三），且越低越好。

对于NCM前驱体产品的元素含量检测，常采用传统湿化学分析方法，虽然这种方法测试精度较高，但是，其样品前处理程序操作繁琐，不仅容易出现人为操作误差，而且耗时较长，导致整个分析过程的时效性较低。另外，采用传统湿化学分析方法方法，在前处理和分析过程中会使用多种化学试剂，不仅导致分析耗材成本较高，而且还涉及分析后的“化学废液处理”的成本，从而增加了整个分析工作的成本。

相较传统湿化学分析方法，赛默飞世尔科技的高端ARL QUANT'X能量色型X射线荧光光谱仪（EDXRF），能够满足NCM前驱体产品检测的精度标准，同时具有简单易行的样品前处理、低人为误差、快速分析速度、高样品吞吐量以及极少量化学试剂使用等优点，对分析工作成本的影响极小。由于这些显著优势，ARL QUANT'X EDXRF已在知名新能源电池企业得到应用并得到认可。

Thermo Scientific?ARL? QUANT'X EDXRF 光谱仪

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功能配置

强大的分析检测能力

- 标准配置可涵盖F~U元素范围, 选配可拓展至C~U元素范围。

- 可优化不同能量段元素的采谱条件，以保证不同类型样品的分析结果的精确性：一次采谱可选择多达9种的分析条件、可分别或同时设置，并可同时定量分析多达48种元素。

- 分析元素的浓度范围: ppm~100%。

优异的硬件性能配置

X射线系统

- X光管采用最先进的端窗发射管，最大限度地提高了X射线的发射强度（相较侧窗发射提高10%的强度）

- 高压电源采用数字控制系统，仅在采谱时激发光管（不采谱则不激发），从而有效提高X光管的使用寿命，并保证了分析数据长期稳定（相较持续激发光管的方式，可延长X光管使用寿命4-6倍）

探测器系统

- 优异的分辨率不仅提高了对于轻元素的检测能力，而且降低了元素谱线重叠对检测造成的干扰（Mn Ka分辨率优于140eV）

- 6级电制冷技术可以使探测器快速进入稳定状态（开机后2分钟即可执行测样），并且能够保持探测器晶体的温度稳定，确保了探测的长期稳定性

- 超大面积的晶体活性尺寸（>30mm²）确保了元素分析范围的宽度，超出常规的晶体厚度 （1mm）使得针对痕量重元素的探测具有优异的灵敏度。

- 采用先进的全数字脉冲处理器技术，大幅度提高信号采集效率，有效降低本底噪声，提高痕量元素的检出能力。

定量分析功能

- 采用UniQuant无标样分析专利技术，在少标样和完全无标样的情况下，仍然可以出色完成对于复杂多样类型样品的定量分析。

扫码获取完整版应用案例

应用案例

国内某知名新能源电池企业，

其应用分析需求

在品控过程中使用EDXRF代替ICP测试

前驱体溶液和前驱体粉末产品中Ni/Co/Mn 三个元素的摩尔比极差优于0.3%（千分之三），越低越好

ARL QUANT'X EDXRF解决方案

NCM溶液

样品处理

赛默飞ARL QUANT'X光谱仪可出色满足NCM产品的精度要求，因其软硬件系统的优秀设计和集成，特别是采用先进的探测器可高计数率采集数据，使得元素分析效率极高（平均每样品≤3分钟）。因此，对于NCM产品的元素含量分析，赛默飞ARL QUANT'X光谱仪可提供精准高效的解决方案。

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