郑州电池检测机构：极片磁性物质含量检测标准与标准

　　极片磁性物质含量检测是锂离子电池、钠离子电池等电化学储能器件生产与质量控制中的关键检测项目，主要用于评估极片在制备过程中是否引入了金属杂质(尤其是铁、镍、铬等磁性金属颗粒)，这些杂质可能：

　　刺穿隔膜 → 内短路

　　催化电解液分解 → 气胀、循环衰减

　　影响电池安全性(热失控风险)

　　因此，磁性物质含量是电池材料和极片生产中的重要质量控制指标。

　　一、检测标准与依据

　　行业标准：

　　GB/T 30835-2014《锂离子电池用炭类负极材料》

　　GB/T 24533-2019《锂离子电池石墨类负极材料》

　　IEC 62133(国际安全标准)也间接要求控制金属杂质

　　典型限值要求：

　　磁性物质含量：通常要求 ≤ 20 ppb(μg/kg)

　　高端动力电池要求 ≤ 10 ppb

　　注：1 ppb = 1 μg/kg = 10⁻⁹ g/g

　　二、检测原理

　　磁性物质(主要是 Fe、Ni、Cr、Co 等过渡金属及其氧化物)具有铁磁性或顺磁性，可通过强磁场富集后，使用高灵敏度仪器测定其含量。

　　三、标准检测方法：电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)结合磁选富集

　　这是目前准确、权威的检测方法，广泛应用于电池材料和极片检测。

　　适用对象

　　正极极片(如 NMC、LFP、LCO)

　　负极极片(如石墨、硅碳)

　　粉末材料(检测前可压片或模拟成极片)

　　四、检测流程(标准操作步骤)

　　步骤1：样品采集与前处理

　　取样：

　　剪取一定面积的极片(如 10 cm × 10 cm)

　　记录面积、质量(精确至 0.1 mg)

　　清洗(可选)：

　　用无水乙醇或异丙醇超声清洗表面油污、粉尘(避免引入污染)

　　溶解/消解：

　　将极片剪碎，放入消解罐

　　加入混合酸(如 HNO₃ + HF + H₂O₂)，微波消解

　　目标：完全溶解极片中的所有金属，包括集流体(Al/Cu)和活性物质

　　注意：HF 可溶解 SiO₂ 和 Al₂O₃，确保所有金属释放

　　步骤2：磁选富集(关键步骤)

　　将消解液转移至烧杯

　　插入强磁铁(钕铁硼磁铁，磁场强度 ≥ 0.5 T)

　　搅拌 10–30 分钟，使磁性颗粒被吸附

　　取出磁铁，用去离子水冲洗表面，收集吸附物

　　将磁性物质溶解于少量硝酸中(用于后续检测)

　　可重复磁选 2–3 次，提高回收率

　　步骤3：ICP-MS 测定

　　将富集后的溶液定容

　　使用 ICP-MS 检测 Fe、Ni、Cr、Co 等元素含量

　　计算总磁性物质含量

　　步骤4：结果计算

　　其中：

• $m_{\text{metal}}$：磁性金属总质量（μg）
• <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">m_{\text{sample}}</math>        msample​：极片样品质量（g）

　　：极片样品质量(g)

　　示例：若检测出 Fe 1.2 μg，Ni 0.3 μg，总金属 1.5 μg，样品质量 0.5 g

　　则含量 = (1.5 / 0.5) × 10⁹ = 3.0 ppb

      来源：网络