在锂电正极材料这条链上,前驱体的化学组成控制是个容易被放大的环节——尤其是 LMFP 这种在 LFP 基础上掺 Mn 的体系,Fe、P、Mn 三者的比例一旦漂一点,后续烧结出来的电化学性能就会有可见差异。所以这两年能看到不少实验室在重新评估"前驱体主成分怎么测更稳"这件事。粉末压片? 酸溶 ICP? 还是 XRF 熔融? 每条路都有取舍。
波长色散 XRF(WDXRF)+ 硼酸盐熔融制样算是其中一条走得比较久的路线:熔融可以把粉末的粒度效应、矿物效应基本抹掉,均一性更好,玻璃片也适合长期保存和复测;WDXRF 的分光晶体系统在主量元素分辨率和长期漂移控制上,比 EDXRF 更适合做"盯着某个比值反复测"的活。这次用到的仪器是理学的 ZSX Primus IV,落地式顺序机型,4 kW Rh 靶 X 射线管 + 30 μm 超薄铍窗,对 P 这类轻元素的计数率有一定帮助。光学结构这边做了抑制弧面误差的设计,连续熔样时即使铂坩埚用久了有点变形、片面是微弧的,也还能把偏差压住——这点在实际产线实验室里其实挺实用,毕竟铂坩埚不是每次都换新的。

理学的 ZSX Primus IV
标样这块有个现实问题:磷酸铁锰的 XRF 标准样品目前市面上没有,所以这次是用高纯化合物按梯度自配了 6 个点,硼酸盐熔剂稀释后走铂金坩埚熔融成片。Fe、P、Mn 三个通道的校准曲线线性都不错,说明自建标样这条路在 MFP 体系里是可以撑起来的。
看数据的话,磷酸铁样品连测 10 次,Fe 和 P 的 RSD 都能到 0.01 %,Fe/P 摩尔比的标准偏差 0.0001;磷酸铁锰那组 Fe / P / Mn 的 RSD 落在 0.01–0.02 %。这个重复性水平,放到前驱体来料或工序中段做 Fe/P 监控,是能扛住日常波动的。
如果实验室本来就有 WDXRF,补一套自动熔样炉,基本就能把 FP、MFP 这类磷酸盐前驱体的主成分检测接起来;比起湿法消解走 ICP,单次制样到出数的节奏更快,也省掉一部分酸废液的处理成本。对于量产型企业把检测往"快速+可追溯"方向压的场景,是值得放进备选的方案之一。
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