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理學(xué)XRF在鋰離子電池研發(fā)中的應(yīng)用

來(lái)源:日本理學(xué)株式會(huì)社 更新時(shí)間:2026-04-09 13:45:31 閱讀量:22
導(dǎo)讀:如何精準(zhǔn)把關(guān)正極材料的細(xì)微波動(dòng)?理學(xué) ZSX Primus IV 在電池研發(fā)質(zhì)控中的核心應(yīng)用要點(diǎn)。讓數(shù)據(jù)更可靠,讓研發(fā)更高效!

ZSX Primus IV

上照式波長(zhǎng)色散 X 射線熒光光譜儀

全方位元素分析:固體、液體、粉末、合金及薄膜

理學(xué) ZSX Primus IV 采用先進(jìn)的上照式順序式 WDXRF 技術(shù),可對(duì)從鈹 (Be) 到 (Cm) 的主次元素進(jìn)行高效定量測(cè)定。其廣泛的樣品適應(yīng)性與極低的標(biāo)準(zhǔn)樣依賴,助力科研人員在各類(lèi)復(fù)雜材料分析中實(shí)現(xiàn)快速突破。

Part.1

全新 ZSX Guidance XRF 軟件:讓精準(zhǔn)分析觸手可及

XRF 分析一定要由專(zhuān)家親力親為嗎?答案是否定的。隨著 ZSX Guidance 軟件的問(wèn)世,復(fù)雜的儀器操作已成為歷史。我們將理學(xué) XRF 專(zhuān)家的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)與核心知識(shí)融入系統(tǒng),讓軟件成為您身邊的“虛擬專(zhuān)家”。操作人員僅需錄入基礎(chǔ)樣品信息及成分要求,系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)完成從最優(yōu)譜線選取、背景優(yōu)化到譜線重疊修正等一系列復(fù)雜設(shè)置。讓您的分析工作更智能、更高效。

Part.2

上照式光學(xué)設(shè)計(jì)賦能:可靠性與輕元素分析的完美結(jié)合

理學(xué) ZSX PrimusIV 以“上照式”結(jié)構(gòu)重新定義了 XRF 的可靠性。由于光學(xué)系統(tǒng)位于樣品上方,您再也不必為光路污染或繁瑣的樣品室清潔而擔(dān)憂,從而獲得更長(zhǎng)的儀器連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。作為 WDXRF 領(lǐng)域的佼佼者,ZSX PrimusIV 搭載了行業(yè)領(lǐng)先的 30 微米超薄端窗光管,能夠輕松應(yīng)對(duì)最復(fù)雜的樣品類(lèi)型,并在輕元素探測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出驚人的靈敏度。

Part.3

元素分布圖與多點(diǎn)分析:解密材料微觀均勻性

理學(xué)ZSX PrimusIV 搭載了前沿的元素分布圖(Mapping)分析模塊,不僅能直觀呈現(xiàn)成分分布的均勻性,還能敏銳捕捉微小的夾雜物。這種深度的 XRF 譜學(xué)分析能力,能夠揭示許多傳統(tǒng)分析方法難以發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵信息。結(jié)合靈活的多點(diǎn)分析功能,ZSX PrimusIV 還能有效規(guī)避非均勻材料帶來(lái)的采樣偏差,確保數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

Part.4

SQX 基本參數(shù)法與EZ-scan軟件:XRF 極簡(jiǎn)分析

憑借 EZ-scan 功能,即便是面對(duì)完全未知的樣品,用戶也無(wú)需繁瑣的預(yù)設(shè)即可開(kāi)展 XRF 元素分析。這種極簡(jiǎn)的操作流程只需錄入樣品名并輕點(diǎn)鼠標(biāo),即可大幅節(jié)省研發(fā)時(shí)間。在底層技術(shù)上,SQX 基本參數(shù)法軟件為快速分析提供了精準(zhǔn)保障:它不僅能自動(dòng)校正基體效應(yīng)與譜線重疊,還能精準(zhǔn)補(bǔ)償輕元素的二次激發(fā)、環(huán)境波動(dòng)及樣品尺寸差異帶來(lái)的干擾。配合內(nèi)置的匹配庫(kù)與優(yōu)化掃描程序,讓您在享受便捷操作的同時(shí),獲得行業(yè)領(lǐng)先的分析精度。

Part.5

靈活的氣體吹掃機(jī)制:支持氮?dú)馓娲夥治?/span>

為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本,理學(xué) ZSX Primus IV 現(xiàn)已支持使用氮?dú)馓娲嘿F的氦氣作為測(cè)量環(huán)境氣。在氮?dú)夥諊拢琒QX 能夠覆蓋從磷(P)到鋦(Cm)的寬廣元素分析范圍。此模式下,系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整算法(注:此時(shí)不適用標(biāo)準(zhǔn)的 SQX 散射 FP 法),以確保在該成本優(yōu)化方案下依然獲得可靠的定量結(jié)果。

鈉離子電池正極材料的成分分析

Sodium-ion Batteries

01


簡(jiǎn)介

Introduction

伴隨著資源豐度與安全性的考量,鈉離子電池已成為下一代儲(chǔ)能技術(shù)的焦點(diǎn)。特別是原材料易得的(NaFeO?),被視為下一代高性能正極材料的有力競(jìng)爭(zhēng)者。在鈉電研發(fā)與質(zhì)量控制流程中,如何高效進(jìn)行成分分析?理學(xué)提供的無(wú)標(biāo)樣 FP(基本參數(shù))法 XRF 分析方案,大幅簡(jiǎn)化了前處理步驟,助您快速精準(zhǔn)地完成材料組分及雜質(zhì)的評(píng)估,為研發(fā)決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

02


元素定性與定量分析

Elemental analysis

  • 分析項(xiàng)目: 鈉電正極材料

  • 應(yīng)用目的:優(yōu)化電化學(xué)性能

  • 分析手段: 無(wú)標(biāo)樣 FP 分析法


圖 1:樣品制備:壓片法

表1:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖片點(diǎn)擊可以放大


表2:主成分摩爾配比分析結(jié)果

圖片點(diǎn)擊可以放大


03


結(jié)論

Conclusion

實(shí)驗(yàn)通過(guò)將粉末樣品壓片后,采用理學(xué)核心的無(wú)標(biāo)樣 FP 法進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明,主要元素 Na 與 Fe 的化學(xué)計(jì)量比與理論值完全一致,展現(xiàn)了極高的定量精度。同時(shí),該方案敏銳捕捉到了低至數(shù)個(gè) ppm 級(jí)別的痕量雜質(zhì)(如 Al、Si、Cr 等),體現(xiàn)了多元素同步分析的強(qiáng)大感度與效率。憑借無(wú)標(biāo)樣 FP 技術(shù),研發(fā)人員無(wú)需繁瑣的標(biāo)樣準(zhǔn)備,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)未知組分的快速“盲測(cè)”與精準(zhǔn)定性。





磷酸鐵鋰(LiFePO?)正極材料中痕量成分的分析

LiFePO? Cathode Materia

在磷酸鐵鋰(LFP)的生產(chǎn)與研發(fā)中,原材料及工藝引入的微量雜質(zhì)是威脅電池性能與安全的隱患。雖然 ICP-AES 是常規(guī)的檢測(cè)手段,但在面對(duì)氟(F)和硅(Si)等特殊元素時(shí)往往力不從心。理學(xué) XRF 的無(wú)標(biāo)樣 FP 法另辟蹊徑,通過(guò)靈活的“固定角測(cè)量”技術(shù)延長(zhǎng)目標(biāo)元素的信號(hào)采集時(shí)間,顯著增強(qiáng)了檢測(cè)靈敏度,為 LFP 正極材料的品質(zhì)把控提供了更全面、更高效的分析利器。


02


元素定性與定量分析

Elemental analysis

  • 分析項(xiàng)目:鋰離子電池正極材料(磷酸鐵鋰 LiFePO?

  • 應(yīng)用目的:優(yōu)化電化學(xué)性能

  • 分析手段: 無(wú)標(biāo)樣 FP 分析法


圖 1:樣品制備:壓片法

圖1:不同樣品的XRF分析圖譜對(duì)比

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圖2:不同樣品的氟(F-Kα)特征譜線對(duì)比

圖片點(diǎn)擊可以放大


表1:不同樣品的SQX定量分析值與標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)比

PPM

圖片點(diǎn)擊可以放大

ND(未檢出):指測(cè)量值小于最低檢出限(LLD)。LLD 的定義為背景強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)誤差的 3 倍。



03


結(jié)論

Conclusion

實(shí)驗(yàn)采用固定角測(cè)量技術(shù),確保了痕量成分分析達(dá)到所需的定量限。通過(guò)對(duì)比圖 1 與表 1 發(fā)現(xiàn):對(duì)比高純 LiFePO? 試劑(樣品 A),電池級(jí)正極材料(樣品 B 和 C)中雜質(zhì)含量高達(dá)數(shù)十至數(shù)千 ppm,充分揭示了不同材料等級(jí)間顯著的品質(zhì)差異。此外,如圖 2 所示,理學(xué) XRF 能夠同步定量分析氟(F)等 ICP-AES 的難測(cè)元素,有效解決了傳統(tǒng)濕法分析的局限性。




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關(guān)于理學(xué)

自 1951 年創(chuàng)立以來(lái),理學(xué)在 X 射線檢測(cè)領(lǐng)域深耕七十余載。依托深厚的技術(shù)積淀與持續(xù)的創(chuàng)新突破,我們打造了覆蓋電池產(chǎn)業(yè)全流程、全場(chǎng)景的 X 射線解決方案體系。從原材料分析到制程優(yōu)化,從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到智能化生產(chǎn),理學(xué)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)與服務(wù)已賦能全球頂尖電池企業(yè),始終以精準(zhǔn)可靠的檢測(cè)技術(shù)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。未來(lái),我們將繼續(xù)以創(chuàng)新為核心驅(qū)動(dòng)力,致力于為全球客戶提供更安全、更高效的解決方案。

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