锂电池检测之磷酸铁锂材料-伏安极谱法测量不同价态铁含量

锂电池检测之磷酸铁锂材料-伏安极谱法测量不同价态铁含量

在锂电池材料的生产过程中，铁元素的存在形态对其性能有着重要影响。本文将介绍一种基于伏安极谱法的检测技术，用于精确测量磷酸铁锂材料中Fe2+和Fe3+的含量，为材料性能评估提供重要依据。

在1922年，捷克科学家海罗夫斯基（Heyrovsky）观察到，当溶液中存在可还原的离子或离子团，并与电极接触时，电流会呈现出阶梯式的增加。这一发现在分析化学领域具有里程碑意义，海罗夫斯基因此荣获1959年的诺贝尔化学奖。基于此原理，发展出了伏安极谱法，这是一种在电化学分析中极为重要的技术，同样也适用于磷酸铁锂材料的分析工作。

在磷酸铁锂材料的生产过程中，理想情况下，铁应该完全以二价（Fe2+）的形式存在。然而，由于生产工艺等因素，材料中可能会混入三价铁（Fe3+）。三价铁的存在会负面影响磷酸铁锂的性能。为了精确地区分和测定二价铁和三价铁的含量，需要采用精细的实验技术。除了传统的化学分析方法，周燕还探索了一种能够同时测量Fe2+和Fe3+含量的伏安极谱法技术。

图1：标准溶液的伏安极谱图

图2：磷酸铁锂材料的伏安极谱图

在焦磷酸钠溶液中，Fe2+和Fe3+的氧化还原电位分别大约在-0.3V和-0.8V。在伏安极谱法中，电流峰值（峰高）与被测物质的浓度是成正比关系的。通过两次引入已知浓度的标准溶液，可以推算出样品中Fe2+和Fe3+的实际含量。这种方法能够在单次测试中同时测定磷酸铁锂材料中的二价铁和三价铁含量。

图3：磷酸铁锂材料样品中Fe2+、Fe3+分析结果

通过实验验证，确认了伏安极谱法能够有效地测量磷酸铁锂中的Fe2+和Fe3+含量，进而准确评估铁的氧化状态。此方法操作简单，且具有较低的运行成本。

参考文献：

1. 周燕.广东化工,2009,36(7):316

本文原文来自实验加（shiyanjia.com）