【應用技術】XRF針對電池材料中過渡金屬及不純物質元素的分析

鋰離子電池產業鏈

近年來，在汽車電氣化的推動之下，亞洲國家的電池材料產業正蓬勃發展，也帶動了電動車與眾多3C產業對於鋰離子電池的強烈需求；其中，產業鏈的上游、中游、下游關係，可透過下圖得知。

EA1400_鋰電子電池_矽碳負極材料_過渡金屬_不純物質

過渡金屬、不純物質元素分析

電極材料中的矽碳負極材料，是鋰離子電池在提升電池容量的重要關鍵；然而，過往所發生的電池爆炸、比容量低與良率下降等因素，皆與生產中的落屑或原料中所帶有的過渡金屬、不純物質元素，皆有著密不可分的重要關聯，如下圖：

EA1400_鋰電子電池_矽碳負極材料_過渡金屬_不純物質　

矽碳負極材料完善的分析標準

嘉富億科技所代理的日本日立X射線螢光分析儀（XRF）中的EA1400、EA1200VX，透過其高解析度與高技術率的特性，成功在電極材料市場協助多數客戶建立起完善的分析標準。除精確的分析電極材料中的過渡金屬與不純物質元素之外，更能有效的分析電極材料在每一製程的濃度變化與元素比例的控制，如下圖（其中，色塊與藍色線條所示為兩種不同樣品）：

EA1400_鋰電子電池_矽碳負極材料_過渡金屬_不純物質

高效能分析

過去，針對矽、碳相關材料常見的分析方式，為透過原子吸收光譜儀（AA）或者是感應耦合電漿光譜儀（ICP），進行材料中元素含量的分析；分析前則須透過高腐蝕性的氫氟酸（HF）做消化前處理。但也由於矽、碳的特性並不容易消化完全、不易處理，非常容易造成分析誤差與回收率下降，再加上使用的是高腐蝕性的氫氟酸，在進行分析時必須非常謹慎。因此，透過X射線螢光分析儀(XRF)在分析上的快速、非破壞與高可靠度的特性，為目前市場上非常有效率的分析工具。