富鋰錳基正極材料化學分析方法 第1部分: 錳含量的測定 電位滴定法

YS/T 1472.1-2021 富鋰錳基正極材料化學分析方法 第1部分: 錳含量的測定 電位滴定法

范圍
本文件規定了富鋰錳基正極材料中錳含量的測定方法。
本文件適用于富鋰錳基正極材料中錳含量的測定。測定范圍: 10.00%~50.00%。

術語和定義
本文件沒有需要界定的術語和定義。

原理
試料經鹽酸、硝酸溶解后，在焦磷酸鈉介質中，調節溶液pH為6~7，用高錳酸鉀標準溶液滴定至電位突躍即為終點，根據滴定消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液體積計算樣品中錳的含量。

試劑
除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和符合 GB/T 6682 要求的實驗室三級水及以上純度的水。
鹽酸(ρ=1.19g/mL)。
硝酸(ρ=1.42g/mL)。
鹽酸(1+1)。
碳酸鈉溶液(50g/L)。
焦磷酸鈉飽和溶液: 稱取200g焦磷酸鈉(NaP₂O₇•10H₂O)，置于2000mL錐形瓶中，加入約1000mL溫水，不斷攪拌。直至焦磷酸鈉不再溶解。冷卻，靜置，取上層飽和溶液。
溴百里酚藍指示劑溶液(0.4g/L)。
錳標準溶液: 稱取1.0000g金屬錳(ω_Mn≥99.95%)于400mL燒杯中，加入100mL水和20mL硫酸(1+1)，低溫加熱至溶液清亮。冷卻后移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含1mg錳。
高錳酸鉀標準滴定溶液[c(1/5 KMnO₄)≈0.05mol/L]的配制: 稱取1.65g高錳酸鉀于2000mL錐形瓶中，加入1000mL水溶解，放置7天。用G4玻璃砂芯漏斗抽濾，濾液保存于棕色玻璃瓶中，混勻。
高錳酸鉀標準滴定溶液[c(1/5 KMnO₄)≈0.05mol/L]的標定: 現用現標。移取20.00mL錳標準溶液于500mL燒杯中，邊攪拌邊加入250mL焦磷酸鉀飽和溶液，用鹽酸或碳酸鈉溶液調節溶液pH為6~ 7[用pH計或溴百里酚藍指示劑溶液]。在電位滴定儀上用高錳酸鉀標準滴定溶液滴定至電位突躍最大即為終點。記錄高錳酸鉀標準滴定溶液消耗體積V₁。隨同標定做空白測定。
按公式(1)計算高錳酸鉀標準滴定溶液對錳的滴定度T:

式中:
T 一一高錳酸鉀標準滴定溶液對錳的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
V₂一一移取的錳標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₁一一滴定時消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀一一空白試驗時消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。
平行標定三份，三份溶液所消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液體積的極差值不應超過0.05mL，取其平均值。計算結果保留四位有效數字。

儀器設備
電位滴定儀，附攪拌裝置。
與儀器匹配的用于氧化還原滴定的電極(鉑-飽和甘汞電極、鉑-鎢電極、鉑-鉑電極、復合電極或其他符合要求的電極)。

樣品
樣品粒度應不大于0.150mm。
樣品分析前應在105°C±5°C下烘干2h，并置于干燥器中冷卻至室溫。

試驗步驟
試料
稱取1.00g樣品，精確至0.0001g。
平行試驗
平行做兩份試驗，取其平均值。
空白試驗
隨同試料做空白試驗。
測定
將試料置于250mL燒杯中，加少量水潤濕。加入15mL鹽酸、5mL硝酸，蓋上表面皿，低溫加熱至溶液體積約為3mL~5mL，取下。冷卻至室溫。
將試液移入200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。
按表1準確移取試液于500mL燒杯中，邊攪拌邊加入250mL焦磷酸鈉飽和溶液。用鹽酸或碳酸鈉溶液調節溶液pH為6~7[用pH計或溴百里酚藍指示劑溶液]。

將試液置于電位滴定儀上，用高錳酸鉀標準滴定溶液滴定至電位突躍即為終點，記錄消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積。

試驗數據處理
錳含量以錳的質量分數ω_Mn計，按公式(2)計算:

式中:
T 一一高錳酸鉀標準滴定溶液對錳的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
V 一一試液定容的總體積，單位為毫升(mL)；
V₅一一滴定試料所消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₄一一滴定空白試驗所消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
m 一一稱取試料的質量，單位為克(g)；
V₃一一分取試液的體積，單位為毫升(mL)。
計算結果表示至小數點后兩位。數值修約按 GB/T 8170 的規定執行。


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