GBT-磷酸铁锂化学分析方法 第7部分：铁、磷、钛含量的测定 X射线荧光光谱法编制说明

ADDINCNKISM.UserStyle《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》行业标准编制说明（讨论稿）编制单位万华化学集团股份有限公司全国有色金属标委会粉末冶金分会2026年9月《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》行业标准编制说明工作简况任务来源 根据工业和信息化部2026年3月16日印发的《工业和信息化部办公厅关于印发2026年第一批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》（工信厅科函〔2026〕105号要求），《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》由全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会负责归口，由万华化学集团股份有限公司牵头起草。该标准项目计划编号为2026-0015T-YS，制定周期12个月，项目计划完成时间2027年3月。标准制定的必要性近年来，国家大力发展新能源产业，推动锂离子电池在动力和储能领域的应用。在众多锂离子电池材料中，磷酸铁锂是目前应用前景非常广阔的材料体系之一，这种材料具有安全、稳定、寿命长等优点，被广泛应用于各种锂离子电池领域，包括动力电池、储能电池、3C电子产品等。铁、磷是磷酸铁锂核心主量组分，配比偏差直接破坏晶体结构、劣化电化学性能；钛既是常用掺杂改性元素，也是关键杂质管控指标，含量决定材料改性效果与纯度等级。精准检测三者含量可精准调控合成工艺、稳定批次一致性，统一判定依据、化解供需质检纠纷，为产品定级、工艺迭代、高端磷酸铁锂规模化提质提供核心数据支撑。目前，磷酸铁锂中铁、磷元素的检测标准有两个，铁元素含量检测的标准方法是YS/T-1028.1-2015《磷酸铁锂化学分析方法第1部分：总铁量的测定三氯化钛还原重铬酸钾滴定法》，而磷元素含量检测的标准方法是YS/T-1028.3-2015《磷酸铁锂化学分析方法第3部分：磷量的测定磷钼酸喹啉称量法》，掺杂钛元素没有标准方法，行业内多采用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行。这些方法需要使用多种化学试剂，测试周期较长，人力成本较高，不适宜在生产中作为快速检测手段，因此急需一种可以同时获得磷酸铁锂中铁、磷、钛元素含量的高效分析方法，在节省分析周期的同时，简化分析流程，为行业提供统一科学的对接方法。X射线荧光光谱技术作为一种高效、环保的检测技术，具有前处理简单、测试效率高、测试稳定性好等优点。结合高温熔片、粉末压片前处理技术的X射线荧光光谱法，能够同时测定磷酸铁锂中铁、磷、钛元素含量，显著降低分析成本，同时兼顾准确、快速、绿色环保等优势。其推广应用将加速磷酸铁锂行业向智能化、精准化方向迈进，有效支撑传统生产流程的优化升级，为产业在效率提升、成本控制与可持续发展等方面注入新动能，推动整个行业实现高质量转型发展。项目编制组单位情况3.1编制组成员单位有色金属技术经济研究院有限责任公司、万华化学集团股份有限公司、浙江华友钴业股份有限公司、北京安科慧生科技有限公司、厦门厦钨新能源材料股份有限公司、合肥国轩科宏新能源科技有限公司、深圳市德方纳米科技股份有限公司、浙江友山新材料科技有限公司、江西赣锋锂业集团股份有限公司、湖南长远锂科新能源有限公司、湖北万润新能源科技股份有限公司、北京当升材料科技股份有限公司等。3.2牵头单位简介万华化学集团股份有限公司是一家全球化运营的国有控股上市公司，总部位于山东省烟台市黄渤海新区，前身是成立于1978年的国家“六五”计划重点建设项目烟台合成革总厂，1998年12月改制为股份制公司，于2018年整体上市。万华化学业务涵盖聚氨酯、石化、精细化学品和新兴材料四大产业板块。万华始终把技术创新作为第一核心竞争力来培育，开发出全球首创技术17项、打破卡脖子技术47项，拥有一批国际领先水平的技术和产品，拥有15个国家级实验室、工作站、研究中心，荣获“国家科技进步一等奖”“国家技术发明二等奖”等国家科技奖励6项，2018年位列山东省高新技术企业创新能力榜首位，2020-2021连续两年位列山东省科技型领军企业排行榜榜首，拥有发明专利授权9500件（授权率99%）、研发人员4000余人，助力国家关键材料自主可控。万华在加快自身发展的同时，也积极谋划和布局产业生态链，联同各地上下游企业，逐步形成多个产业生态圈，推动石化化工产业高质量发展。万华化学以“创建受社会尊敬，让员工自豪，国际领先的化工新材料公司”为愿景，持续为客户提供更具竞争力的产品及解决方案，引领行业发展方向，助力人类可持续发展未来。3.3主要起草人员所负责工作情况此次标准编制主要起草人及所负责工作情况见表1。标准主要起草人及任务分工表单位起草人工作职责主要工作过程4.1预研阶段编制组牵头起草单位根据自身生产经营及发展需要，在内部研究论证的基础上提出制定标准建议，并展开了以下预研阶段工作：①标准立项查新工作。查阅了大量相关资料，确定本项目与传统分析方法标准相比具有创新性；②行业市场调研工作。与同行业相关企业（包括但不限于本编制组成员单位）进行沟通交流，广泛听取对现行分析方法标准的意见和建议，充分掌握国内磷酸铁锂中铁、磷、钛含量分析技术现状。收集了相关企业的意见，确定本标准制定意见。③项目草案编制工作。结合前期研究的成果，并查阅相关资料，编制本项目标准草案。4.2立项阶段2025年4月，万华化学集团股份有限公司向粉末冶金分标委会提交了中国有色金属行业标准《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》标准制定项目建议书、标准草案和项目预研究报告等材料，万华化学单位代表在昆明标准论证会上进行了立项论证汇报，经全体委员会议论证结论为同意该行业标准立项，并报送至中国工业和信息化部。2026年3月，工业和信息化部办公厅下达《工业和信息化部办公厅关于印发2026年第一批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》（工信厅科函〔2026〕105号要求），《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》行业标准被列入标准计划项目，项目计划编号2026-0015T-YS。4.3起草阶段2026年4月，万华化学集团股份有限公司接到《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》行业标准制定任务后，组织成立了行业标准编制工作组，制定了工作计划及进度安排，以确保按时完成标准编制任务。编制组通过查阅国内外X射线荧光光谱法分析方法的技术资料并结合牵头单位前期研究的成果。2026年6月初步确定了《磷酸铁锂化学分析方法第7部分：铁、磷、钛含量的测定X射线荧光光谱法》的分析条件及步骤，形成了标准讨论稿。2026年7月，在新余的工作组会议中，各参编单位对讨论稿进行了深入的讨论。会后，万华化学集团股份有限公司收集工作组内各参编单位前期研究工作的成果，依据各单位分析方案的异同点，制定了一验工作计划，对压片法和熔融法主要的实验条件进行了考察。其中，万华化学、国轩、华友钴业、安科慧生等单位进行了直接压片法条件的考察；万华化学、华友钴业、厦钨进行了黏合剂压片法的条件考察；万华化学、安科慧生、国轩对熔融法的实验条件进行了考察。工作组第一次会议意见汇总处理表序号标准章节编号意见内容处理意见1引言补充引言，说明本部分标准与系列标准中其他部分之间的关系。采纳，已补充。24原理“概述”修改为“原理”。采纳。35.1试剂与材料无水四硼酸锂和无水偏硼酸锂没有在下文直接引用，不应单独列出，需要合并到混合溶剂中进行描述。采纳，已删除。45.1.9氩甲烷气体如果是必要的仪器条件，需要在下文中提及。采纳，依据GB/T16597已删除，5试验步骤重点试验条件（如压片法参数）需依据后续验证试验结论确定。采纳。6试验步骤增加“直接压片法”，并根据验证试验结论对直接压片法和黏合剂压片法的适用条件进行说明。采纳。4.4征求意见阶段2026年……4.5审查阶段2026年……4.6报批阶段2026年……标准编制原则、标准的主要内容与论据编制原则本标准的制定工作遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则，按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》进行编制。标准主要内容与论据2.1标准主要内容的依据下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款：GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T15000.3标准样品工作导则第3部分：标准样品定值和均匀性与稳定性评估GB/T16597冶金产品分析方法X射线荧光光谱法通则YS/T1028.1磷酸铁锂化学分析方法第1部分：总铁量的测定三氯化钛还原重铬酸钾滴定法YS/T1028.3磷酸铁锂化学分析方法第3部分：磷量的测定磷钼酸喹啉称量法2.2标准主要内容的说明本标准描述了通过熔融法和压片法制备试样后采用X射线荧光光谱法测定磷酸铁锂中铁、磷、钛含量的方法。其主要内容包括适用范围、术语和定义、方法概述、试剂与材料、仪器与设备、试样要求、试验步骤、分析步骤、结果计算、质量控制要求和实验报告。主要试验情况分析一验过程中，各参编单位对本标准提出的实验方法进行了考察，评估了不同前处理方法的实验条件和应用范围，以下是主要试验情况的分析。直接压片法一验过程中，由万华化学、国轩、华友钴业、安科慧生等单位对直接压片法的使用条件进行了考察，主要包括压片压力、保压时间和标准物质的选择三个维度。压片的压力是直接压片成型最关键的实验参数，直接决定了方法的可行性，各单位压片成片效果如表3所示。实验结果表明，对磷酸铁锂材料，更低的压力有利于减小裂纹的产生，但也会导致样片紧实度不足，真空条件下测试可能出现破损和掉粉。不同压力下样片测试的偏差如表4所示，综合压片效果和精密度，本标准中推荐压片压力为20t。各单位直接压片不同压力对应成片效果压力/t单位成片效果典型图片10A几乎所有样品均可成片和测试见图1B绝大部分样品均可成片和测试D样品存在掉渣，无法真空测试C所有样品均可成片20A绝大部分样品均可成片和测试B绝大部分样品均可成片和测试D标准样品可成片，裂纹多C所有样品均可成片30A大部分样品无法成片B大部分样品出现裂纹无法测试D标准样品大部分出现裂纹C所有样品均可成片，但样品偶尔存在黏连图1各单位直接压片典型图各单位直接压片法不同压力下样片测试的偏差表（以磷酸铁法3#为例）压片压力/t单位Fe-RSD(%)P-RSD(%)Ti-RSD(%)数据完整性10A0.170.090.17高C0.06＜0.010.0220A0.070.010.05高C0.040.110.8230A0.280.150.33低C0.100.040.50高保压时长决定了压片过程中材料应力的堆积和释放效果，合适的保压时间有助于减小裂纹的产生。本次实验过程中，各单位分别针对不同的压力条件进行了保压时间的优化工作。表5结果表明，保压时间的变化对成片效果影响较小，因此推荐保压时间>30s即可。各单位直接压片保压时间对应成片效果保压时长/s单位压片压力/t成片效果30A10所有样品均可成片和测试C20所有样品均可成片和测试B30大部分样品出现裂纹无法测试40A10所有样品均可成片和测试C20所有样品均可成片和测试B30大部分样品出现裂纹无法测试60A10所有样品均可成片和测试C20所有样品均可成片和测试B30大部分样品出现裂纹无法测试由于不同工艺路线的磷酸铁锂理化性质差异较大，在XRF法测试过程中会导致复杂的基体效应影响测试的准确性，因此对标准物质的选择进行了考察。本实验中分别采用国家标准物质、磷酸铁法标定样品、水热法标定样品制备标准样片进行测试，并用于多个单位不同工艺的磷酸铁锂试样的分析。绘制的标准工作曲线如图2~图5所示，测试结果如表6所示，可以看出磷酸铁锂的铁、磷含量差异较小，难以绘制工作曲线。此外，由于试样提供方提供的化学分析方法测试结果差异较大，因此无法直接进行准确度的评价，因此建议二验时以相同牌号的磷酸铁锂作为标准物质进行定量准确度的评价。图2国家标准物质（安科慧生提供）对应标准曲线（以20t-60s为例）图3磷酸铁法制备标准物质（万华提供）对应标准曲线（以20t-60s为例）图4水热法制备标准物质（厦钨提供）对应标准曲线（以20t-60s为例）图5不同单位定值标准样品绘制标准曲线（以20t-60s，水热法标准物质为例）各单位不同标准曲线测试结果对比（以水热法1#，20t-60s为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A国家标准物质34.0819.350.440水热法自制标准物质34.0219.330.453磷酸铁法自制标准物质33.9619.310.455B国家标准物质34.0719.680.384水热法自制标准物质33.8419.190.436磷酸铁法自制标准物质33.8619.620.458C国家标准物质34.0619.720.420水热法自制标准物质34.2119.600.420磷酸铁法自制标准物质33.7019.400.420样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法Ti:ICP-OES法34.4119.400.403万华Ti:ICP-OES法//0.431各单位不同标准曲线测试结果对比（以磷酸铁法1#，20t-60s为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A国家标准物质34.9219.35ND水热法自制标准物质34.8519.340.002磷酸铁法自制标准物质34.8019.32NDB国家标准物质35.5619.740.015水热法自制标准物质34.5619.290.002磷酸铁法自制标准物质34.4419.880.002C国家标准物质34.8719.720.015水热法自制标准物质34.3919.600.015磷酸铁法自制标准物质34.1719.400.015样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法33.7318.59/万华Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法Ti:ICP-OES法34.6019.280.002各单位不同标准曲线测试结果对比（以磷酸铁法3#，20t-60s为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A国家标准物质34.2519.490.409水热法自制标准物质34.1419.470.409磷酸铁法自制标准物质34.1119.460.408B国家标准物质34.3819.740.360水热法自制标准物质33.9119.310.407磷酸铁法自制标准物质33.9119.930.428C国家标准物质33.8219.780.396水热法自制标准物质34.1619.720.396磷酸铁法自制标准物质33.5519.540.396样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法34.3119.77/万华Ti:ICP-OES法//0.401黏合剂压片法一验过程中，由万华化学、华友钴业、厦钨三家单位对黏合剂压片法的使用条件进行了考察，主要包括压片压力、黏合剂和标准物质的选择三个维度。黏合剂的种类决定了压片成型效果的改善程度，实验表明，添加黏合剂可以显著改善压片的成型效果，可以作为无法实现直接压片法时的重要补充。各单位黏合剂压片法成片效果单位压力黏合剂稀释比例（试样：黏合剂）成片效果A10t微晶纤维素4：1所有样品均可成片和测试，无废片20t4：1所有样品均可成片和测试，废片<5%30t4：1所有样品均可成片和测试，废片<10%D10t硼酸4：1标准样品边缘洒落，有掉落风险20t4：1所有样品均可成片和测试30t4：1部分标准样品出现裂纹，样品可成片和测试E10t硼酸————20t————30t4：1所有样品均可成片和测试如表10所示，压片压力对黏合剂压片法的成片效果也存在着较大的影响。与直接压片法类似，更低的压力有利于减小裂纹的产生，但也会导致样片紧实度不足；此外，由于黏合剂和磷酸铁锂混合的影响，更高的压力有利于提高压片的均一性，平行测试的偏差趋向变小，因此本标准中推荐压片压力为20t。各单位黏合剂压片法不同压力下样片测试的偏差表（以水热法工作曲线为例）单位样品10t20t30tFe-RSD(%)P-RSD(%)Ti-RSD(%)Fe-RSD(%)P-RSD(%)Ti-RSD(%)Fe-RSD(%)P-RSD(%)Ti-RSD(%)A水热法10.110.100.040.180.260.150.100.200.17水热法20.040.230.060.290.400.010.170.270.34磷酸铁法10.440.50——0.220.22——0.040.28——磷酸铁法20.100.020.020.010.030.080.080.080.08磷酸铁法30.300.490.310.140.360.020.040.210.09磷酸铁法40.050.020.050.140.170.100.230.090.14D水热法1——————0.020.040.110.010.010.34水热法2——————0.020.110.260.000.010.00磷酸铁法1——————0.070.580.000.030.010.00磷酸铁法2——————0.020.060.370.000.010.12磷酸铁法3——————0.020.280.120.000.000.00磷酸铁法4——————0.010.020.080.000.010.00黏合剂压片法的测试结果与直接压片法类似，建议二验时以相同牌号的磷酸铁锂作为标准物质进行定量准确度的评价。图6国家标准物质（安科慧生提供）对应标准曲线（以20t为例）图7磷酸铁法制备标准物质（万华提供）对应标准曲线（以20t为例）图8水热法制备标准物质（厦钨提供）对应标准曲线（以20t为例）各单位不同标准曲线测试结果对比（以水热法1#，20t为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A国家标准物质33.7219.590.423水热法自制标准物质33.7619.730.425磷酸铁法自制标准物质34.2619.450.428D国家标准物质33.5619.830.378水热法自制标准物质33.8019.040.446磷酸铁法自制标准物质33.8118.800.434样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法Ti:ICP-OES法34.4119.400.403万华Ti:ICP-OES法0.431各单位不同标准曲线测试结果对比（以磷酸铁法1#，20t为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A国家标准物质34.3819.53ND水热法自制标准物质34.4219.67ND磷酸铁法自制标准物质34.9319.39NDD国家标准物质35.1419.990.023水热法自制标准物质34.4319.440.002磷酸铁法自制标准物质34.9319.070.008样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法33.7318.59万华Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法Ti:ICP-OES法34.619.280.002各单位不同标准曲线测试结果对比（以磷酸铁法3#，20t为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A国家标准物质33.8019.640.394水热法自制标准物质33.8419.790.395磷酸铁法自制标准物质34.3419.510.398D国家标准物质33.6919.920.354水热法自制标准物质33.8819.310.417磷酸铁法自制标准物质33.9518.990.406样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法34.3119.77万华Ti:ICP-OES法0.401熔融法一验过程中，由万华化学、国轩、安科慧生、厦钨四家单位对熔融法的实验条件进行了考察，主要包括稀释比、脱模剂的种类和用量、标准物质的选择三个维度。稀释比决定了熔融玻璃片的成型效果，如表14所示，在1：10~1：20的范围内，试样和标准样品的熔铸玻璃片均能满足测试要求，因此本实验推荐的稀释比为1：10~1：20。本实验中，各单位分别考察了碘化铵固体、30%溴化锂水溶液、300g/L溴化锂水溶液作为脱模剂的脱模效果和添加量的影响。实验结果表明，不同脱模剂和助熔剂用量会影响成片的效果，脱模剂用量过低，样片脱模不彻底，脱模剂用量过大，样片出现变形。因此，根据实验结果，推荐的脱模剂用量为：10g助熔剂—0.6g300g/L溴化锂水溶液。各单位不同脱模剂熔融成片效果对比单位稀释比脱模剂脱模剂添加量成片效果A0.5g样品：10g助熔剂300g/L溴化锂水溶液0.2g熔片粘黏铂金坩埚0.4g熔片整体完好可测试，少许粘黏坩埚口0.6g熔片完好可测试0.8熔片完好可测试C1:10碘化铵固体<0.1g熔片粘黏铂金坩埚0.1g熔片完好可测试0.2g熔片团聚B0.8g样品：8g助熔剂30%溴化锂水溶液0.2g熔片完好可测试0.4g熔片完好可测试图9单位A熔融法熔片粘黏铂金坩埚示意图（左：0.2g脱模剂；右0.4g脱模剂）图10单位C熔融法熔片效果示意图（左：0.1g脱模剂；右0.2g脱模剂）图11单位B熔融法熔片成片效果示意图（左：0.2g脱模剂；右0.4g脱模剂）本标准中，推荐了以标准物质或高纯氧化物试剂制备标准工作曲线的方式，实验结果表明，标准物质或磷酸铁锂实际样品的浓度梯度较小，绘制标准工作曲线的线性相关系数较差，因此建议以高纯氧化物为主体，标准物质协助校准的方式绘制熔融法工作曲线。图12各单位提供的标准工作曲线示例各单位测试结果对比（以水热法1#为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A高纯氧化物34.1019.560.443C国家标准物质34.1219.450.476B国家标准物质33.7919.500.384样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法Ti:ICP-OES法34.4119.400.403万华Ti:ICP-OES法0.431各单位不同标准曲线测试结果对比（以磷酸铁法1#，20t为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A高纯氧化物34.4519.470.006C国家标准物质34.3819.520.004B国家标准物质34.4819.540.018样品提供方Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法33.7318.59万华Fe：三氯化钛还原重铬酸钾滴定法P:磷钼酸喹啉称量法Ti:ICP-OES法34.619.280.002各单位不同标准曲线测试结果对比（以磷酸铁法3#，20t为例）单位标准曲线Fe/%P/%Ti/%A高纯氧化物34.6919.780.416C国家标准物质34