在上一篇題為“XRF分析鎳鈷錳正極材料及其前驅(qū)體的元素成分”的推文中，我們介紹了利用NCM標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)套裝結(jié)合馬爾文帕納科高精度熔融設(shè)備和波長(zhǎng)色散X射線(xiàn)熒光光譜儀Zetium可以提供三元正極材料及其前驅(qū)體的高度準(zhǔn)確和精確的元素分析結(jié)果。那么同樣使用馬爾文帕納科 NCM 標(biāo)準(zhǔn)樣品和 Eagon2 熔融制樣設(shè)備，高性能的臺(tái)式能譜儀Epsilon4 的測(cè)試結(jié)果是否可以滿(mǎn)足正極材料元素分析的要求呢？實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果如下：

在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用報(bào)告中，馬爾文帕納科生產(chǎn)的 Eagon 2熔樣機(jī)和Epsilon4 臺(tái)式能量色散XRF分別用于熔融樣品制備和XRF測(cè)量。

為了應(yīng)對(duì)寬范圍的元素分析要求，Epsilon 4 采用了高性能的金屬陶瓷 X 射線(xiàn)管，該射線(xiàn)管可選擇Rh、Ag和Mo三種不同陽(yáng)極靶材，可以在4.0至50kV的電壓范圍和最大3.0mA電流條件下運(yùn)行。Epsilon4 還配備了最新的硅漂移探測(cè)器，可以處理高達(dá)1500kcps的計(jì)數(shù)率容量，分辨率達(dá)到135eV。同時(shí)，Epsilon4軟件擁有的反卷積算法、自動(dòng)線(xiàn)重疊和基體校正、先進(jìn)的環(huán)境基本參數(shù)控制和條件優(yōu)化算法可為多種不同類(lèi)型的材料提供可靠的結(jié)果。

采用硼酸鋰熔融技術(shù)將校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)品和驗(yàn)證CRM樣品制備為32mm的熔融片。一套完整的樣品熔融循環(huán)的總時(shí)間約為30分鐘。類(lèi)似的熔融配方也同樣可以被用于LeNeo或FORJ全自動(dòng)熔樣機(jī)。

在樣品測(cè)量階段，一個(gè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量時(shí)間約為8分鐘，程序涵蓋了NCM材料中8種組分的分析。  成品正極材料中的氧化鋰不能通過(guò)XRF技術(shù)直接測(cè)量，但可以通過(guò)其他組分的分析來(lái)進(jìn)行鋰組分的預(yù)期值估算。

使用的NCM標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，由馬爾文帕納科設(shè)計(jì)并生產(chǎn)，可進(jìn)行重量法計(jì)量溯源，符合ISO17034。一套包含12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，可以被用于制備XRF熔融校準(zhǔn)樣品。配套軟件包還包括熔融用配方和XRF應(yīng)用方法模板。

馬爾文帕納科NCM標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

Co、Mn、Ni和S的校準(zhǔn)示例如圖1 - 4所示。  其RMS和K系數(shù)值總結(jié)見(jiàn)表3。校準(zhǔn)的可靠度由RMS（絕對(duì)誤差）和K系數(shù)（加權(quán)誤差）值進(jìn)行評(píng)估。  RMS和K系數(shù)值越低，校準(zhǔn)效果越好。

圖1 Ni組分的校準(zhǔn)曲線(xiàn)

圖2 Mn組分的校準(zhǔn)曲線(xiàn)

圖3  Co組分的校準(zhǔn)曲線(xiàn)

圖4 SO₃的校準(zhǔn)曲線(xiàn)

通過(guò)測(cè)量市售的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BAM-S014（一種Li-NMC111正極標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），對(duì)方法正確性進(jìn)行最終驗(yàn)證。在3個(gè)不同的日期制備7個(gè)該標(biāo)準(zhǔn)樣品的平行樣片并進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果被羅列在下表中。

 商用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BAM-S014的方法準(zhǔn)確性驗(yàn)證結(jié)果

*允許最大偏離來(lái)自ISO 35號(hào)指南的要求