隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)力電池退役量逐年上升。做好動(dòng)力電池回收利用是新能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，也是鋰、鎳、鈷等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源可持續(xù)供應(yīng)的關(guān)鍵。高效的回收利用不僅可以保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

NCM電池（鎳鈷錳酸鋰電池）是目前動(dòng)力電池的正極材料的主要技術(shù)路線之一，因此，也是當(dāng)前動(dòng)力電池回收的主要對(duì)象。中國(guó)企業(yè)對(duì)于NCM電池的回收大多采用“濕法技術(shù)路線”，其主要工藝流程是“前處理-浸出-萃取-合成”。流程中的“合成”工序，即是將 “萃取” 出來(lái)的鎳、鈷、錳溶液，按規(guī)格需要處理合成為新的NCM前驅(qū)體溶液，并通過(guò)加工得到前驅(qū)體晶體后，與碳酸鋰進(jìn)行配比和進(jìn)一步處理，最終產(chǎn)出鎳鈷錳酸鋰粉末。

“合成”工序中NCM前驅(qū)體溶液和前驅(qū)體晶體中鎳、鈷、錳元素的含量是決定正極材料品質(zhì)的關(guān)鍵因素，因此，相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)往往極為嚴(yán)格，不僅含量數(shù)值必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì)于數(shù)值的極差也有很高的要求，通常是：每個(gè)元素的摩爾比極差優(yōu)于0.3%（千分之三），且越低越好。

對(duì)于NCM前驅(qū)體產(chǎn)品的元素含量檢測(cè)，常采用傳統(tǒng)濕化學(xué)分析方法，雖然這種方法測(cè)試精度較高，但是，其樣品前處理程序操作繁瑣，不僅容易出現(xiàn)人為操作誤差，而且耗時(shí)較長(zhǎng)，導(dǎo)致整個(gè)分析過(guò)程的時(shí)效性較低。另外，采用傳統(tǒng)濕化學(xué)分析方法方法，在前處理和分析過(guò)程中會(huì)使用多種化學(xué)試劑，不僅導(dǎo)致分析耗材成本較高，而且還涉及分析后的“化學(xué)廢液處理”的成本，從而增加了整個(gè)分析工作的成本。

相較傳統(tǒng)濕化學(xué)分析方法，賽默飛世爾科技的高端ARL QUANT'X能量色型X射線熒光光譜儀（EDXRF），能夠滿足NCM前驅(qū)體產(chǎn)品檢測(cè)的精度標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有簡(jiǎn)單易行的樣品前處理、低人為誤差、快速分析速度、高樣品吞吐量以及極少量化學(xué)試劑使用等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)分析工作成本的影響極小。由于這些顯著優(yōu)勢(shì)，ARL QUANT'X EDXRF已在知名新能源電池企業(yè)得到應(yīng)用并得到認(rèn)可。

功能配置

 

強(qiáng)大的分析檢測(cè)能力

 

- 標(biāo)準(zhǔn)配置可涵蓋F~U元素范圍, 選配可拓展至C~U元素范圍。

- 可優(yōu)化不同能量段元素的采譜條件，以保證不同類型樣品的分析結(jié)果的精確性：一次采譜可選擇多達(dá)9種的分析條件、可分別或同時(shí)設(shè)置，并可同時(shí)定量分析多達(dá)48種元素。

- 分析元素的濃度范圍: ppm~100%。

 

優(yōu)異的硬件性能配置

X射線系統(tǒng)

- X光管采用先進(jìn)的端窗發(fā)射管，最大限度地提高了X射線的發(fā)射強(qiáng)度（相較側(cè)窗發(fā)射提高10%的強(qiáng)度）

- 高壓電源采用數(shù)字控制系統(tǒng)，僅在采譜時(shí)激發(fā)光管（不采譜則不激發(fā)），從而有效提高X光管的使用壽命，并保證了分析數(shù)據(jù)長(zhǎng)期穩(wěn)定（相較持續(xù)激發(fā)光管的方式，可延長(zhǎng)X光管使用壽命4-6倍）

 

探測(cè)器系統(tǒng)

- 優(yōu)異的分辨率不僅提高了對(duì)于輕元素的檢測(cè)能力，而且降低了元素譜線重疊對(duì)檢測(cè)造成的干擾（Mn Ka分辨率優(yōu)于140eV）

- 6級(jí)電制冷技術(shù)可以使探測(cè)器快速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)（開(kāi)機(jī)后2分鐘即可執(zhí)行測(cè)樣），并且能夠保持探測(cè)器晶體的溫度穩(wěn)定，確保了探測(cè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性

- 超大面積的晶體活性尺寸（>30mm2）確保了元素分析范圍的寬度，超出常規(guī)的晶體厚度 （1mm）使得針對(duì)痕量重元素的探測(cè)具有優(yōu)異的靈敏度。

- 采用先進(jìn)的全數(shù)字脈沖處理器技術(shù)，大幅度提高信號(hào)采集效率，有效降低本底噪聲，提高痕量元素的檢出能力。

 

定量分析功能

- 采用UniQuant無(wú)標(biāo)樣分析技術(shù)，在少標(biāo)樣和無(wú)標(biāo)樣的情況下，仍然可以出色完成對(duì)于復(fù)雜多樣類型樣品的定量分析。

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應(yīng)用案例

國(guó)內(nèi)某新能源電池企業(yè)，其應(yīng)用分析需求

在品控過(guò)程中使用EDXRF代替ICP測(cè)試

前驅(qū)體溶液和前驅(qū)體粉末產(chǎn)品中Ni/Co/Mn 三個(gè)元素的摩爾比極差優(yōu)于0.3%（千分之三），越低越好

 

?ARL QUANT'X EDXRF解決方案

NCM溶液

樣品處理

賽默飛ARL QUANT'X光譜儀可出色滿足NCM產(chǎn)品的精度要求，因其軟硬件系統(tǒng)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)和集成，特別是采用先進(jìn)的探測(cè)器可高計(jì)數(shù)率采集數(shù)據(jù)，使得元素分析效率較高（平均每樣品≤3分鐘）。因此，對(duì)于NCM產(chǎn)品的元素含量分析，賽默飛ARL QUANT'X光譜儀可提供精準(zhǔn)高效的解決方案。