在21世紀的今天，人類的生活上非常依賴手機及其他3C設備，而大部分設備都需要電池來供應電力。自從19世紀 義大利物理學家 Allesandro  Volta  發明第一顆電池以來，至今已開發出各種不同化學成分和尺寸的電池，這些電池應用於不同產品上，例如汽車電瓶常用的鉛酸電池或是目前蓬勃發展的汽車鋰電池。

電池原料的檢測主要針對電池中各種化學成分和物理特性的測定，以確保材料的品質和性能符合要求，例如:鋰電池中的電極材料中的碳、硫、氮、氧的含量就決定了電池品質的好壞，而目前最快速且準確的分析方式就是採用元素分析儀。 

德國ELTRA ELEMENTRAC CS‑i 和 ONH‑p2 元素分析儀具有優異的測量精度、穩定性和具備寬廣的濃度分析範圍，可精確測量樣品中的碳、硫、氮、氧、氫濃度。與Spark OES 或XRF 等僅測量表面元素濃度的光譜技術相比，ELEMENTRAC 系列分析儀是透過燃燒方式並搭配惰性氣體的載氣系統的來分析樣品元素濃度，可確保從較低 ppm 到高百分比(%)範圍再現性佳。

元素分析儀ELEMENTRAC ONH‑p2是一款功能強大的元素分析儀，配有8.5kW 脈衝爐、兩個紅外線偵測器(IR detector)和一個熱導檢測器(TCD detector)，用於分析O、N和H。
分析一開始只需將樣品資訊輸入到 ELEMENTS 軟體中並秤重，軟體會自動抓取樣品重量數值，之後其他步驟皆會由軟體自動執行。
在軟體中開始分析後，樣品端口會自動關閉，並用氦氣或氮氣沖洗樣品，防止環境氣體（氧氣和氮氣）干擾分析。同時石墨坩堝在分析儀的脈衝爐中脫氣，以去除可能的污染物。

經過短暫的穩定階段後，樣品會自動轉移到坩堝中熔化。由於樣品是垂直轉移到坩堝 （上圖）並經由氣體吹掃，因此包埋粉末樣品的膠囊不需要經過密封處理。這大大簡化了粉末樣品的  樣品制備流程。

石墨坩堝中的碳會與樣品中的氧發生反應，產生一氧化碳。氮和氫則以元素形式釋放出來。載氣（氦氣）和樣品氣體通過過濾器後進入氧化銅催化劑，該催化劑將CO轉化為CO₂。CO₂通過紅外線檢測器測量以確定氧含量。隨後CO₂和水被化學方式去除，氮和氫含量則在熱導檢測器中測量。

碳硫元素分析儀 ELEMENTRAC CS‑i 是透過高功率感應爐來燃燒無機樣品，並藉由燃燒過程中產生的二氧化碳和二氧化硫通過紅外線偵測器來分析碳及硫的濃度，可根據所需要分析濃度範圍，儀器最多能安裝4個紅外線偵測器 。
ELEMENTRAC CS‑i 利用超過2000°C的高溫可以確保樣品完全分解，因此具有領先業界的元素濃度分析範圍。
分析一開始先將樣品放入陶瓷坩堝後稱重，並在ELEMENTS軟體中輸入樣品資訊，然後加入鎢助熔劑，最後將樣品即可上機分析，之後所有後續步驟均由軟體自動進行。

在分析過程中，樣品和鎢助熔劑在純氧中熔化，硫與氧反應生成二氧化硫（SO₂），碳則形成一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO₂）的混合物，氣體再通過雜質濾器和吸濕劑進行純化，再進入紅外檢測器中檢測二氧化硫（SO₂）。硫測量後，一氧化碳（CO）被氧化為二氧化碳（CO₂），二氧化硫（SO₂）被氧化為三氧化硫（SO₃）。隨後SO₃氣體再經過纖維素棉去除，而二氧化碳通過紅外檢測器測定碳含量。 ELEMENTRAC CS-i 元素分析儀最多可配備 4 個獨立的紅外線檢測器。

ELTRA元素分析儀可以測量所有無機樣品中的碳/硫或氧/氮/氫，雖然操作非常簡單，但根據樣品形狀和樣品成分，還是必須注意樣品製備的細節。 

針對不同電池材料（例如Si3N4），我們需要設定一個專門的分析條件，它根據樣品量、化學特性、顆粒的大小和形狀等因素進行調整。下圖展示了粉末樣品的一般處理流程。而對於固體樣品（如鋼棒），它們可以利用鑽孔方式來取得較適合的樣品量。

通常電池件材料是粉末狀的。這些樣品在分析之前，必須放入鎳膠囊(nickel capsule)中。如果不使用鎳膠囊，它們可能會導致通道堵塞而無法有效的轉移到石墨坩堝中。

為了提高氧和氮分析的準確性，對於鈦、鈀、鉑等貴金屬這類具有較高的熔點的材料必需加入助熔劑，以降低熔點。氧和氮的測量樣品量通常在 50-100 毫克之間。

在氫分析中，由於氫容易從樣品中釋放，因此可以增加樣品量，不需要使用鎳膠囊( nickel capsule)包覆。建議在石墨坩堝中加入錫助熔劑(tin flux)，以確保氫氣能夠順利釋放，但對於可分析的金屬樣品種類還是有其限制。例如，鋰成分的金屬無法應用於此分析，因為它與大氣中的氧氣和水會發生劇烈反應，常見的鋰產品，如 LiOH 或 LiS皆會影響測量的準確性，並可能引起儀器的損壞。

與 O/N/H 分析相比，進行 C/S 測量時需要考慮的參數較少。一般來說，顆粒大小的影響可以忽略，但由於燃燒過程中的樣品劇烈反應，需考慮因為載氣氣體氣流可能引起的樣品的損失。而一般的樣品重量（250 - 500 毫克），由於有加入助溶劑可以覆蓋樣品，所以氣流造成的影響就可以忽略。
對於重量較大的樣品，ELMENTRAC CS-i 提供了特別的解決方案，如感應功率控制和智能氧氣控制，以確保樣品能完全且平穩的燃燒，避免因旋渦或噴濺而產生樣品粉塵。根據樣品的特性，可以添加助熔劑確保碳和硫能夠完全氧化。以下表格總結了典型的樣品重量和推薦的助熔劑：

碳硫分析儀分析銅金屬或含銅樣品時，會對於硫的分析存在巨大的挑戰。因為燃燒過於劇烈可能會因形成銅硫化物而導致硫測定的偏差。
ELEMENTRAC CS-i 提供了針對這一挑戰的技術解決方案。可以通過智能氧氣供應技術和可調式功率輸出，能夠實現穩定燃燒，避免形成銅硫化物，可以在銅或銅精礦中進行安全可靠的硫分析。

鋰電池中的氮化矽是電極材料的一部分。氮含量是評估氮化矽的純度重要的指標，而氧含量則用來評估其品質。ELTRA ELEMENTRAC ONH-p2 能非常精確測量這兩種元素。

■分析元素: Oxygen及Nitrogen
■分析儀器: ELEMENTRAC ONH-p2
■樣品: Silicon nitride ; CRM ED101
■樣品前處理: 樣品需nickel capsule包覆
■儀器設定參數: 功率6000W ; 載氣: helium

實驗結果:

電池中的鉛是可以藉由回收並循環再利用於新的電池中。鉛在廢電池和回收過程產生的熔渣中會以硫酸鉛(lead sulfate)的形式存在。利用 ELEMENTRAC CSi 可以準確測量硫酸鉛的硫含量，從而快速確定其中的鉛含量，但與其他鉛樣品相比，鉛熔渣(Lead slag)是一種非常不均勻的樣品，所以在熔渣中測量碳和硫的精度及再現性會較低。但是仍然可以使用 ELEMENTRAC CSi 進行熔渣中碳和硫含量的測定，從而對鉛含量進行粗略的定量。由於計算結果偏差較大，因此未計算 RSD 和平均值。但是可以通過使用球磨機進行樣品均質化，可以大幅改善其再現姓，建議可以參考由勝博國際集團獨家代理的德國Retsch系列的球磨機設備。

■分析元素: Carbon及Sulfur
■分析儀器: ELEMENTRAC CSi
■樣品: Lead carbonate
■樣品前處理: 樣品需nickel capsule包覆
■儀器設定參數: 功率6000W ; 載氣: helium

實驗結果: