(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010150211.9
(22)申请日 2020.03.06
(71)申请人 凤阳泰和九思科技有限公司
地址 233122 安徽省滁州市凤阳县临淮镇
浙商工业园
(72)发明人 姚思源 韩永前 白欧
(74)专利代理机构 北京天悦专利代理事务所
(普通合伙) 11311
代理人 田明 祝倩
(51)Int.Cl.
G01N 31/16(2006.01)
G01N 1/28(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种溶液中残碱含量的测定
方法及其应用。所述方法包括配制混合指示剂溶
中的残碱含量等步骤。本发明所提供的方法相较
于传统的酚酞-甲基橙方法操作更加简便，测试
结果更加准确。权利要求书2页 说明书5页CN 111289686 A 2020.06.16
C N 111289686
A
1.一种溶液中残碱含量的测定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)配制混合指示剂溶液：分别配制一定体积的1g/L的甲基橙溶液、1g/L的甲酚红溶液、2g/L的亚甲基蓝溶液；将一定体积比的甲基橙溶液、甲酚红溶液、亚甲基蓝溶液混合得到混合指示剂；
(2)利用盐酸溶液滴定样品溶液：向盛有样品溶液液的锥形瓶中加入一定体积的上述混合指示剂，溶液变为半透明的紫黑，将其置于铁架台上使用酸式滴定管进行滴定，边滴边震荡，以每滴酸液完全显为宜，直至溶液经滴定震荡后变为草绿，此时记录下消耗盐酸的体积V1；
调零酸式滴定管；
继续缓慢滴定至样品溶液由草绿变为橙，记录此时消耗的盐酸的体积，记为V2；
(3)计算样品溶液中的残碱含量：
样品溶液中氢氧根质量分A1＝17.01c(V1-V2)/m×1000，ppm
样品溶液中碳酸根质量分数A2＝60.02cV2/m×1000，ppm
样品溶液中总残碱量A0＝A1+A2，ppm
其中，c为配制好的盐酸的摩尔浓度，mol/L；m为称取的样品质量，g。
2.一种如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，甲基橙溶液配制方法如下：取100mg 甲基橙固体溶解于100mL水中，使用恒温磁力搅拌器加热搅拌10min至完全溶解，盛入100mL 试剂瓶中备用。
3.一种如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，甲酚红溶液的配置方法如下：取100mg甲酚红固体溶解于50mL乙醇中，摇匀，再稀释至100mL，混匀后盛入100mL试剂瓶中备用。
4.一种如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，亚甲基蓝溶液的配置方法如下：取100mg亚甲基蓝固体溶解于50mL水中，充分溶解后盛入50mL试剂瓶中备用。
5.一种如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，混合指示剂中甲基橙溶液、甲酚红溶液、亚甲基蓝溶液的体积比为5：4：1。
6.一种如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，混合指示剂中甲基橙溶液的体积为40mL、亚甲基蓝溶液的体积为8mL、甲酚红溶液的体积为32mL。
7.一种如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，调零酸式滴定管的具体操作方法为：使用移液管取过量盐酸加入到滴定管中，使酸液液面上升至零刻线以上，把滴定管固定在铁架台的滴定管夹上，下方放置用来盛放废液的小烧杯，平视刻度线，缓慢放出酸液，使管内酸液的凹液面最低处与滴定管的零刻线相平；盐酸的摩尔浓度为0.05mol/L。
8.一种如权利要求5或6所述的测定方法，其特征在于，向盛有样品洗涤液的锥形瓶中加入10滴混合指示剂。
9.一种如权利要求1所述的测定方法在电池材料检测中的应用，其特征在于，在检测电池材料中的残碱含量之前还包括电池材料样品处理的步骤。 10.一种如权利要求1所述的测定方法在电池材料检测中的应用，其特征在于，所述电池材料样品处理的方法为：使用药匙取刚经过烧结工序的电池材料样品10g置于表面皿上，将表面皿上于空气中静置40分钟；取100mL烧杯一只，将电池材料样品溶于60mL三级水中，使用磁力搅拌器搅拌3分钟；
取出磁力搅拌子，将水洗混匀的样品使用布氏漏斗及滤纸进行抽滤，取少量滤液清洗漏斗壁再进行过滤，重复三次，将滤液倒入250mL锥形瓶中待用。
一种溶液中残碱含量的测定方法及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及分析化学技术领域，具体涉及一种溶液中残碱含量的测定方法及其应用。
背景技术
[0002]锂离子电池凭借它出的能量密度，优秀的循环效率，倍率充放电效率，成为当前时代二次电池的新宠。最初既被广泛用于3C平台，随着技术的成熟以及成本的下降，它优秀的输出功率使电动汽车的
普及成为可能，也同样铺开了清洁能源的道路，具有很高的经济效益和环保意义。在锂电池电极材料(如NCM三元正极材料、钛酸锂正负极材料、锰酸锂正极材料)的生产中，由于其配料和工艺的原因，最终产品中都会含有碳酸锂或氢氧化锂的杂相。行业内将杂相碳酸盐和氢氧化物统称为残碱。
[0003]残碱不同于其他对材料性能无影响的杂质，而是一种影响电极材料产品多种物化性能的有害杂质。过高的残碱量会影响到电极材料粉体的加工性能，例如，匀浆困难，涂布不均匀，涂片后掉粉等。同时也会影响其电性能，产生锂离子缺陷，降低电子传输效率，使电池的内阻增大。更值得关注的是，残碱量高低直接影响了产品的安全性能，残留的碳酸盐杂质会在电池的高压下分解产生二氧化碳气体，导致电池胀气，从而破坏电池内部的结构，使电池短路、保护电路失效，进而引发火灾等危害。
[0004]一般采用经典的双指示剂法测试溶液中的碳酸根与碳酸氢根的含量，见GB/T 11064-2013《碳酸锂、单水氢氧化锂、氯化锂化学分析方法》中第12部分碳酸根含量的测定方法。经典方案中，使用酚酞指示酸式滴定的碳酸根完全转化为碳酸氢根的反应终点(pH＝8.2)，使用甲基橙指示酸式滴定中碳酸氢根转化为碳酸分子的反应终点(pH＝4.2)。酚酞用于酸式滴定，指示结果不准确，且甲基橙的变范围不明显，更由于待测样品含有缓冲成分，则其实际误差更大。
发明内容
[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007]一种溶液中残碱含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)配制混合指示剂溶液：分别配制一定体积的1g/L的甲基橙溶液、1g/L的甲酚红溶液、2g/L的亚甲基蓝溶液；将一定体积比的甲基橙溶液、甲酚红溶液、亚甲基蓝溶液混合得到混合指示剂；
[0009](2)利用盐酸溶液滴定样品溶液：向盛有样品溶液液的锥形瓶中加入一定体积的上述混合指示剂，溶液变为半透明的紫黑，将其置于铁架台上使用酸式滴定管进行滴定，边滴边震荡，以每滴酸液完全显为宜，直至溶液经滴定震荡后变为草绿，此时记录下消耗盐酸的体积V1；
[0010]调零酸式滴定管；
[0011]继续缓慢滴定至样品溶液由草绿变为橙，记录此时消耗的盐酸的体积，记为V2；
[0012](3)计算样品溶液中的残碱含量：
[0013]样品溶液中氢氧根质量分A1＝17.01c(V1-V2)/m×1000，ppm
[0014]样品溶液中碳酸根质量分数A2＝60.02cV2/m×1000，ppm
[0015]样品溶液中总残碱量A0＝A1+A2，ppm
[0016]其中，c为配制好的盐酸的摩尔浓度，mol/L；m为称取的样品质量，g。
[0017]进一步地，甲基橙溶液配制方法如下：取100mg甲基橙固体溶解于100mL水中，使用恒温磁力搅拌器加热搅拌10min至完全溶解，盛入100mL试剂瓶中备用。
[0018]进一步地，甲酚红溶液的配置方法如下：取100mg甲酚红固体溶解于50mL乙醇中，摇匀，再稀释至100mL，混匀后盛入100mL试剂瓶中备用。
[0019]进一步地，亚甲基蓝溶液的配置方法如下：取100mg亚甲基蓝固体溶解于50mL水中，充分溶解后盛入50mL试剂瓶中备用。
[0020]进一步地，混合指示剂中甲基橙溶液、甲酚红溶液、亚甲基蓝溶液的体积比为5：4：1。
[0021]进一步地，混合指示剂中甲基橙溶液的体积为40mL、亚甲基蓝溶液的体积为8mL、甲酚红溶液的体积为32mL。
[0022]进一步地，调零酸式滴定管的具体操作方法为：使用移液管取过量盐酸加入到滴定管中，使酸液液面上升至零刻线以上，把滴定管固定在铁架台的滴定管夹上，下方放置用来盛放废液的小烧杯，平视刻度线，缓慢放出酸液，使管内酸液的凹液面最低处与滴定管的零刻线相平。
[0023]进一步地，盐酸的摩尔浓度为0.05mol/L。
[0024]进一步地，向盛有样品洗涤液的锥形瓶中加入10滴混合指示剂。
[0025]一种溶液中残碱含量的测定方法在电池材料检测中的应用，在检测电池材料中的残碱含量之前还包括电池材料样品处理的步骤。
[0026]进一步地，所述电池材料样品处理的方法为：使用药匙取刚经过烧结工序的电池材料样品10g置于表面皿上，将表面皿上于空气中静置40分钟；取100mL烧杯一只，将电池材料样品溶于60mL三级水中，使用磁力搅拌器搅拌3分钟；
[0027]取出磁力搅拌子，将水洗混匀的样品使用布氏漏斗及滤纸进行抽滤，取少量滤液清洗漏斗壁再进行过滤，重复三次，将滤液倒入250mL锥形瓶中待用。
[0028]本发明的有益效果在于：本发明的实验操作简便，实验数据更加准确，且误差较小，稳定性更高；且可以应用于电池材料中残碱含量的检测，为电池材料的质检环节提供了一种准确的化学检验方法。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
[0030]配制使用不同比例的标准氢氧化钠与碳酸钠混合溶液验证本发明的检测方法的可行性及误差范围。
[0031]工业生产的三元粉体残碱量一般在1000ppm到10000ppm的范围内，我们以总残碱
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