六氟磷酸鋰
1 1 范圍
本標準規定了本企業所生產六氟磷酸鋰的技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯運。
本標準適用于以五氯化磷、無水氟化氫、氟化鋰為原料,經合成、晶析、精制而成的六氟磷酸鋰。該產品主要應用于鋰離子電池、應用于動力汽車、太陽能發電儲能及核工業等領
域。
分子式:LiPF6
相對分子質量:151.90(按2012年國際相對原子量)
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB190 危險貨物包裝標志
GB191 包裝儲運圖示標志
GB/T 601 化學試劑 標準滴定溶液的制備
GB/T 602 化學試劑 雜質測定用標準溶液的制備
GB/T 603 化學試劑 試驗方法中所用制劑及制品的制備
GB/T 8170 數值修約規則與極限數值的表示和判定
GB/T 19282 六氟磷酸鋰產品分析方法
HG/T 4066~4067 六氟磷酸鋰和六氟磷酸鋰電解液
GB/T 9728 化學試劑硫酸鹽測定通用方法
GB/T 9729 化學試劑 氯化物測定通用方法
3 3 性狀
白色結晶或粉末。
4 要求
4.1 規格
六氟磷酸鋰的規格為優級品、合格品。
4.2 技術要求
六氟磷酸鋰的技術要求見表 1。
表 1
優級品 合格品
純度/ % ≥ 99.9 99.5
酸度/ mg/kg ≤ 100 120
水分/ mg/kg ≤ 5 10
DME不溶物/mg/kg≤ 200 250
SO 4 2- / mg/kg≤ 5 5
Cl- /mg/kg≤ 1 1
NO3- /mg/kg≤ 2 2
Fe/ mg/kg≤ 1 2
K/ mg/kg≤ 1 1
Na/ mg/kg≤ 1 1
Ca/ mg/kg≤ 1 1
Mn/ mg/kg≤ 1 1
Ni/ mg/kg≤ 1 1
Cu/ mg/kg≤ 1 1
Zn/ mg/kg≤ 1 1
Mg/ mg/kg≤ 1 1
Pb/ mg/kg≤ 1 1
注:*DME 碳酸二甲酯
技術要求指標可根據客戶需求制定
5 試驗方法
除非另有說明,在分析中僅使用確認為分析純的試劑和超純水,超純水電阻率大于或等于 18.2MΩ •cm。分析中所用標準滴定溶液、制劑及制品,在沒有注明其它要求時,均按 GB/T601、GB/T602、GB/T603 的規定制備。
5.1 酸度的測定
使用微量滴定管或自動滴定儀,以溴百里香酚藍為指示劑,用氫氧化鈉標準滴定溶液滴定試樣中的游離酸。
5.1.1 儀器與試劑
5.1.1.1 聚乙烯燒杯:250ml;
5.1.1.2 磁力攪拌器;
5.1.1.3 自動瓶口滴定器:分度值 0.01 ml;
5.1.1.4 氫氧化鈉標準溶液:0.05mol/L
5.1.1.5 溴百里香酚藍溶液(黃 6.0-7.6 藍):0.10g 溶于 3.2ml0.05 mol/L 的氫氧化鈉中,用水稀釋至 200 ml。
5.1.2 試驗步驟
在聚乙烯制 250 ml 燒杯中加入 150g 冰水,滴加溴百里香酚藍指示劑 2-3 滴。在磁力攪拌機高速攪拌下,將在氮氣流保護下取得樣品,減量法稱取約 10g(0.1mg),迅速倒入燒杯中,用氫氧化鈉標準溶液滴定至藍色。
5.1.4 結果計算
酸度ω 1 (按 HF 計),數值以 mg/kg 標示,按式(1)計算:
c×V×20.01
ω1=------------------……………………(1)
m
式中:
C (NaOH) --- NaOH 標準溶液的濃度,mol/L
V (NaOH) --- 消耗 NaOH 標準溶液的體積,mL
m---樣品量,g
20.006---與 1.00 氫氧化鈉標準滴定溶液相當的以克表示的 HF 的質量。
5.1.5 允許差
取平行測定的算術平均值為測定結果,平行測定結果的絕對差值不大于 5 mg/kg。
5.2 不溶物測定
按照 GB/T 19282《六氟磷酸鋰產品分析方法》之 3.8 執行。
5.3 硫酸鹽的測定
減量法稱取約 5g,精確至 0.1mg,按照 GB/T 9728《化學試劑硫酸鹽測定通用方法》執行。
5.4 鹽酸鹽的測定
減量法稱取約 5g,精確至 0.1mg,按照 GB/T 9729 《化學試劑 氯化物測定通用方法》。
5.5 硝酸鹽的測定
根據朗伯比爾定律,在 213nm 處硝酸根離子有特征吸收。根據標準溶液的濃度與吸光度的線性關系計算產品中硝酸根離子的濃度和含量。
5.5.1 儀器和試劑
5.5.1.1 紫外分光光度計,10mm 石英比色皿
5.5.1.2 聚乙烯燒杯,100mL
5.5.1.3 硝酸標準溶液;0.01mg/L
5.5.2 試驗步驟
5.5.2.1 標準曲線的繪制
稀釋硝酸離子標準溶液到合適濃度,在波長為 213nm 的范圍內用 1cm 的石英比色皿測定吸光度,有吸光度和硝酸根離子濃度的關系繪制標準曲線。
5.5.2.2 測定
稱取樣品約 1g(精確到 0.1mg)放入聚乙烯制的 100mL 燒杯中,加水至 50mL,使之完全溶解。取以上配制液的一部分放入 10mm 的石英比色皿中,用純水作參比在 213nm 測定吸光度。
5.5.2.3 結果計算
硝酸鹽質量分數ω 2 (以 NO 3 計),數值以%表示,按式(2)計算:
c×50×0.001
ω2 =------------------×100……………………(2)
m
式中:
c----根據吸光度計算出的溶液中硝酸根溶液的濃度,mg/mL
m---稱取試樣的質量,g
5.5.2.4 允許差
取平行測定的算術平均值為測定結果,平行測定結果的絕對差值不大于 0.00005%。
6 5.6 陰離子含量的測定(仲裁法)
5.6.1 方法提要
將六氟磷酸鋰中氟、氯、溴、硝酸根、磷酸根和硫酸根離子分離,分離后的待測組分被離子交換濃縮柱富集,通過色譜柱分離,用化學抑制型電導檢測器進行檢測,以外標法計算出被測陰離子的含量。
5.6.2 試劑
5.6.2.1 水:電導率(25℃)不大于 0.005 5 mS/m 的去離子水。
5.6.2.2 冰水:在水中加入適量冰塊,待水溫小于 4 ℃時使用。
5.6.2.3 再生液:根據所用抑制器及其使用方式,參考抑制器使用說明書,選擇適合的再生液。
5.6.2.4 氯化物標準使用溶液:1 mL 溶液含氯化物(Cl)10 μg。
用移液管移取10 mL按GB/T 3696.2 配制的氯化物標準溶液,置于100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液保存于4 ℃,有效期為30天。
5.6.2.5 硝酸鹽標準使用溶液:1 mL 溶液含硝酸鹽(NO 3 )10 μg。
用移液管移取10 mL按GB/T 3696.2配制的硝酸鹽標準溶液,置于100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液保存于4 ℃,有效期為30天。
5.6.2.6 硫酸鹽標準使用溶液:1 mL 溶液含硫酸鹽(SO4)10 μg。
用移液管移取10 mL按GB/T 3696.2配制的硫酸鹽標準溶液,置于100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液保存于4 ℃,有效期為30天。
5.6.2.7 儀器、設備
5.6.2.7.1 離子色譜儀:具有耐氟化物腐蝕的分析系統。
5.6.2.7.2 離子色譜儀精密度:RSD<3 %。
5.6.2.7.3 色譜柱:被檢測陰離子的分離度 R 不能低于 1.5。
5.6.2.7.4 濾膜:不大于 0.45μ m。
5.6.2.7.5 抑制器:硫酸化學自再生抑制器。
5.6.2.7.6 檢測器:電導檢測器,若能確認有同樣功能的其它檢測器也可使用。
5.6.2.7.7 容量瓶:容積為 100 mL,材質為四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA),每次使用前用硝酸溶液(1+1)浸泡并洗凈。
5.6.2 分析步驟
5.6.3.1 工作曲線溶液的制備
用適宜的移液管按表2的規定分別移取各標準使用溶液置于四個100 mL容量瓶中,用水至刻度,搖勻。
表2 陰離子標準溶液移取量及工作曲線濃度范圍
移取陰離子標準溶液的體積/mL
1 2 3 4
氯化物標準使用溶液 2.00 4.00 8.00 12.00
硝酸鹽標準使用溶液 5.00 10.00 15.00 20.00
硫酸鹽標準使用溶液 5.00 10.00 15.00 20.00
工作曲線名稱 工作曲線濃度范圍/(mg/L)
氯化物 0.2 0.4 0.8 1.2
硝酸鹽、硫酸鹽 0.5 1.0 1.5 2.0
5.6.3.2 測定
在手套箱中稱取試樣1 g,精確至0.001 g,置于100mL容量瓶中,從手套箱取出后,迅速加入約20mL、4 ℃以下水,快速搖動至試樣溶解。靜置,待溶液溫度升至室溫后,用水稀釋至刻度,搖勻。
將離子色譜儀調整至最佳工作狀態(推薦的操作條件參見附錄A),按儀器操作程序將工作曲線溶液和試驗溶液等體積依次進樣測定。以工作曲線溶液中被測陰離子濃度為橫坐標,對應的峰面積為縱坐標繪制工作曲線。根據所測試驗溶液的峰面積,在工作曲線上查得各陰離子的濃度。
同時做空白試驗,除不加試樣外,其他加入的試劑量與試樣完全相同,并與試樣同時同樣處理。
5.6.4 結果計算
陰離子含量的質量分數以w2計,數值以mg/kg表示,按公式(2)計算:
(ρx-ρ0)×0.1
w2=-------------------------…………………………(2)
0.001×m
式中:
ρx——從工作曲線上查得的試驗溶液中各陰離子的濃度的數值,單位為毫克每升(mg/L);
ρ0——從工作曲線上查得的空白試驗溶液中各陰離子的濃度的數值,單位為毫克每升(mg/L);
m ——試料質量的數值,單位為克(g)。
取平行測定結果的算術平均值為測定結果,兩次平行測定結果的絕對差值與算術平均值之比不大于 20 %。
5.7 水分的測定
按照 GB/T 19282 之 3.5
5.8 金屬離子測定
按照 GB/T 19282《六氟磷酸鋰產品分析方法》之 3.7。采用 ICP-OES 法對 Fe、 K、 Na、Ca、Mn、Ni、Cu、Zn、Mg、Pb 進行測定。
5.9 純度
純度的質量分數ω ,數值以%表示,按式 3 計算
ω =100%-Σ ω i 。。。。。
式中:ω i----以上各分析項目的結果
6 檢驗規則
按照HG/T 4066六氟磷酸鋰和六氟磷酸鋰電解液 第1部分:六氟磷酸鋰之6。
7 包裝、標志、運輸、貯存
按照HG/T 4066六氟磷酸鋰和六氟磷酸鋰電解液 第1部分:六氟磷酸鋰之7、8。
8 安全
見資料性附錄 A 安全技術說明書。