电池正极含量测试方法

　　电池正极含量通常指锂离子电池正极材料中活性物质(如钴酸锂 LCO、磷酸铁锂 LFP、三元 NCM/NCA 等)，是影响电池能量密度、成本、循环寿命和安全性能的关键参数。该含量可通过化学分析、物理表征或电化学方法进行测定。

　　测试方法详解

　　方法 1：称重法(测极片中活性物质占比)

　　适用场景：生产过程控制、配方验证

　　原理：利用粘结剂可溶于特定溶剂，而活性物质不溶。

　　步骤：

　　裁取已知面积的正极片(如 10×10 cm²)

　　精确称重 mtotalmtotal​浸入 NMP(N-甲基吡咯烷酮)或 DMF 中超声 30 分钟，溶解 PVDF

　　过滤、烘干残留物(活性物质 + 导电剂)

　　称重 msolid

       ​计算：

　　(若需单独测活性物质，需进一步用酸溶解金属氧化物)

　　优点：简单、低成本

　　局限：无法区分活性物质与导电剂

　　方法 2：电感耦合等离子体光谱/质谱(ICP-OES / ICP-MS)

　　适用场景：精确测定正极材料中金属元素含量(Li、Ni、Co、Mn、Fe 等)

　　步骤：

　　取少量正极材料(或从极片刮下粉末)

　　酸消解(如 HNO₃ + H₂O₂，微波消解)

　　定容后上机检测

　　对比标准曲线，计算各元素浓度

　　典型结果示例(NCM622)：

　　优点：精度高(±0.5%)、多元素同时检测

　　标准：GB/T 23367、ASTM D1976

　　方法 3：X射线荧光光谱(XRF)

　　原理：通过特征 X 射线强度反推元素含量

　　优点：无损、快速(<5 分钟)

　　局限：

　　对轻元素(如 Li)不敏感 → 无法测锂含量

　　需标准样品校准

　　极片表面不均匀会影响结果

　　适用：快速筛查 Ni/Co/Mn 比例是否符合 NCM811、523 等规格

　　方法 4：电化学容量反推法

　　原理：通过首次放电容量估算活性物质质量

　　公式：

　　其中：

　　$C_{\text{discharge}}$ ：实测放电容量(mAh)

　　$C_{\text{theoretical}}$：材料理论比容量(如 LFP=170 mAh/g，NCM811=200 mAh/g)

　　示例：

　　某 LFP 电芯放电容量为 100 mAh，则活性物质质量 ≈ 100/170≈0.588 g100/170≈0.588g优点：反映“有效活性物质”

　　局限：受导电性、压实密度等影响，非直接成分分析

      来源：网络