六氟磷酸锂
1 1 范围
本标准规定了本企业所生产六氟磷酸锂的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮运。
本标准适用于以五氯化磷、无水氟化氢、氟化锂为原料,经合成、晶析、精制而成的六氟磷酸锂。该产品主要应用于锂离子电池、应用于动力汽车、太阳能发电储能及核工业等领
域。
分子式:LiPF6
相对分子质量:151.90(按2012年国际相对原子量)
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB190 危险货物包装标志
GB191 包装储运图示标志
GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备
GB/T 602 化学试剂 杂质测定用标准溶液的制备
GB/T 603 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 19282 六氟磷酸锂产品分析方法
HG/T 4066~4067 六氟磷酸锂和六氟磷酸锂电解液
GB/T 9728 化学试剂硫酸盐测定通用方法
GB/T 9729 化学试剂 氯化物测定通用方法
3 3 性状
白色结晶或粉末。
4 要求
4.1 规格
六氟磷酸锂的规格为优级品、合格品。
4.2 技术要求
六氟磷酸锂的技术要求见表 1。
表 1
优级品 合格品
纯度/ % ≥ 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
技术要求指标可根据客户需求制定
5 试验方法
除非另有说明,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和超纯水,超纯水电阻率大于或等于 18.2MΩ •cm。分析中所用标准滴定溶液、制剂及制品,在没有注明其它要求时,均按 GB/T601、GB/T602、GB/T603 的规定制备。
5.1 酸度的测定
使用微量滴定管或自动滴定仪,以溴百里香酚蓝为指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定试样中的游离酸。
5.1.1 仪器与试剂
5.1.1.1 聚乙烯烧杯:250ml;
5.1.1.2 磁力搅拌器;
5.1.1.3 自动瓶口滴定器:分度值 0.01 ml;
5.1.1.4 氢氧化钠标准溶液:0.05mol/L
5.1.1.5 溴百里香酚蓝溶液(黄 6.0-7.6 蓝):0.10g 溶于 3.2ml0.05 mol/L 的氢氧化钠中,用水稀释至 200 ml。
5.1.2 试验步骤
在聚乙烯制 250 ml 烧杯中加入 150g 冰水,滴加溴百里香酚蓝指示剂 2-3 滴。在磁力搅拌机高速搅拌下,将在氮气流保护下取得样品,减量法称取约 10g(0.1mg),迅速倒入烧杯中,用氢氧化钠标准溶液滴定至蓝色。
5.1.4 结果计算
酸度ω 1 (按 HF 计),数值以 mg/kg 标示,按式(1)计算:
c×V×20.01
ω1=------------------……………………(1)
m
式中:
C (NaOH) --- NaOH 标准溶液的浓度,mol/L
V (NaOH) --- 消耗 NaOH 标准溶液的体积,mL
m---样品量,g
20.006---与 1.00 氢氧化钠标准滴定溶液相当的以克表示的 HF 的质量。
5.1.5 允许差
取平行测定的算术平均值为测定结果,平行测定结果的绝对差值不大于 5 mg/kg。
5.2 不溶物测定
按照 GB/T 19282《六氟磷酸锂产品分析方法》之 3.8 执行。
5.3 硫酸盐的测定
减量法称取约 5g,精确至 0.1mg,按照 GB/T 9728《化学试剂硫酸盐测定通用方法》执行。
5.4 盐酸盐的测定
减量法称取约 5g,精确至 0.1mg,按照 GB/T 9729 《化学试剂 氯化物测定通用方法》。
5.5 硝酸盐的测定
根据朗伯比尔定律,在 213nm 处硝酸根离子有特征吸收。根据标准溶液的浓度与吸光度的线性关系计算产品中硝酸根离子的浓度和含量。
5.5.1 仪器和试剂
5.5.1.1 紫外分光光度计,10mm 石英比色皿
5.5.1.2 聚乙烯烧杯,100mL
5.5.1.3 硝酸标准溶液;0.01mg/L
5.5.2 试验步骤
5.5.2.1 标准曲线的绘制
稀释硝酸离子标准溶液到合适浓度,在波长为 213nm 的范围内用 1cm 的石英比色皿测定吸光度,有吸光度和硝酸根离子浓度的关系绘制标准曲线。
5.5.2.2 测定
称取样品约 1g(精确到 0.1mg)放入聚乙烯制的 100mL 烧杯中,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,用纯水作参比在 213nm 测定吸光度。
5.5.2.3 结果计算
硝酸盐质量分数ω 2 (以 NO 3 计),数值以%表示,按式(2)计算:
c×50×0.001
ω2 =------------------×100……………………(2)
m
式中:
c----根据吸光度计算出的溶液中硝酸根溶液的浓度,mg/mL
m---称取试样的质量,g
5.5.2.4 允许差
取平行测定的算术平均值为测定结果,平行测定结果的绝对差值不大于 0.00005%。
6 5.6 阴离子含量的测定(仲裁法)
5.6.1 方法提要
将六氟磷酸锂中氟、氯、溴、硝酸根、磷酸根和硫酸根离子分离,分离后的待测组分被离子交换浓缩柱富集,通过色谱柱分离,用化学抑制型电导检测器进行检测,以外标法计算出被测阴离子的含量。
5.6.2 试剂
5.6.2.1 水:电导率(25℃)不大于 0.005 5 mS/m 的去离子水。
5.6.2.2 冰水:在水中加入适量冰块,待水温小于 4 ℃时使用。
5.6.2.3 再生液:根据所用抑制器及其使用方式,参考抑制器使用说明书,选择适合的再生液。
5.6.2.4 氯化物标准使用溶液:1 mL 溶液含氯化物(Cl)10 μg。
用移液管移取10 mL按GB/T 3696.2 配制的氯化物标准溶液,置于100 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液保存于4 ℃,有效期为30天。
5.6.2.5 硝酸盐标准使用溶液:1 mL 溶液含硝酸盐(NO 3 )10 μg。
用移液管移取10 mL按GB/T 3696.2配制的硝酸盐标准溶液,置于100 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液保存于4 ℃,有效期为30天。
5.6.2.6 硫酸盐标准使用溶液:1 mL 溶液含硫酸盐(SO4)10 μg。
用移液管移取10 mL按GB/T 3696.2配制的硫酸盐标准溶液,置于100 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液保存于4 ℃,有效期为30天。
5.6.2.7 仪器、设备
5.6.2.7.1 离子色谱仪:具有耐氟化物腐蚀的分析系统。
5.6.2.7.2 离子色谱仪精密度:RSD<3 %。
5.6.2.7.3 色谱柱:被检测阴离子的分离度 R 不能低于 1.5。
5.6.2.7.4 滤膜:不大于 0.45μ m。
5.6.2.7.5 抑制器:硫酸化学自再生抑制器。
5.6.2.7.6 检测器:电导检测器,若能确认有同样功能的其它检测器也可使用。
5.6.2.7.7 容量瓶:容积为 100 mL,材质为四氟乙烯-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)浸泡并洗净。
5.6.2 分析步骤
5.6.3.1 工作曲线溶液的制备
用适宜的移液管按表2的规定分别移取各标准使用溶液置于四个100 mL容量瓶中,用水至刻度,摇匀。
表2 阴离子标准溶液移取量及工作曲线浓度范围
移取阴离子标准溶液的体积/mL
1 2 3 4
氯化物标准使用溶液 2.00 4.00 8.00 12.00
硝酸盐标准使用溶液 5.00 10.00 15.00 20.00
硫酸盐标准使用溶液 5.00 10.00 15.00 20.00
工作曲线名称 工作曲线浓度范围/(mg/L)
氯化物 0.2 0.4 0.8 1.2
硝酸盐、硫酸盐 0.5 1.0 1.5 2.0
5.6.3.2 测定
在手套箱中称取试样1 g,精确至0.001 g,置于100mL容量瓶中,从手套箱取出后,迅速加入约20mL、4 ℃以下水,快速摇动至试样溶解。静置,待溶液温度升至室温后,用水稀释至刻度,摇匀。
将离子色谱仪调整至最佳工作状态(推荐的操作条件参见附录A),按仪器操作程序将工作曲线溶液和试验溶液等体积依次进样测定。以工作曲线溶液中被测阴离子浓度为横坐标,对应的峰面积为纵坐标绘制工作曲线。根据所测试验溶液的峰面积,在工作曲线上查得各阴离子的浓度。
同时做空白试验,除不加试样外,其他加入的试剂量与试样完全相同,并与试样同时同样处理。
5.6.4 结果计算
阴离子含量的质量分数以w2计,数值以mg/kg表示,按公式(2)计算:
(ρx-ρ0)×0.1
w2=-------------------------…………………………(2)
0.001×m
式中:
ρx——从工作曲线上查得的试验溶液中各阴离子的浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L);
ρ0——从工作曲线上查得的空白试验溶液中各阴离子的浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L);
m ——试料质量的数值,单位为克(g)。
取平行测定结果的算术平均值为测定结果,两次平行测定结果的绝对差值与算术平均值之比不大于 20 %。
5.7 水分的测定
按照 GB/T 19282 之 3.5
5.8 金属离子测定
按照 GB/T 19282《六氟磷酸锂产品分析方法》之 3.7。采用 ICP-OES 法对 Fe、 K、 Na、Ca、Mn、Ni、Cu、Zn、Mg、Pb 进行测定。
5.9 纯度
纯度的质量分数ω ,数值以%表示,按式 3 计算
ω =100%-Σ ω i 。。。。。
式中:ω i----以上各分析项目的结果
6 检验规则
按照HG/T 4066六氟磷酸锂和六氟磷酸锂电解液 第1部分:六氟磷酸锂之6。
7 包装、标志、运输、贮存
按照HG/T 4066六氟磷酸锂和六氟磷酸锂电解液 第1部分:六氟磷酸锂之7、8。
8 安全
见资料性附录 A 安全技术说明书。