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      賦能鋰電池產(chǎn)業(yè),安捷倫氣相專(zhuān)業(yè)分析電解液

      點(diǎn)擊次數:705 次  更新時(shí)間:2023-05-04

      隨著(zhù)全球對電動(dòng)車(chē)和儲能設備需求的快速增長(cháng),鋰電池電解液的需求旺盛,過(guò)去四年中國電池電解液的年復合增長(cháng)率(CAGR)約為 28%。


      鋰電池電解液主要由溶質(zhì)(鋰鹽)、溶劑以及添加劑組成,為鋰離子在電極之間遷移提供介質(zhì)。電解液的組分構成及比例對電池的性能、穩定性、壽命以及安全性起著(zhù)關(guān)鍵性的作用。碳酸酯類(lèi)化合物是目前鋰電池使用最早以及最為廣泛的溶劑。


      同時(shí)為保證電池關(guān)鍵性能,一些化合物例如氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亞乙烯酯(VC)等作為添加劑加入到電解液中以增強電池性能以及穩定性、阻燃性等性能。


      準確的測定電解液中碳酸酯化合物及添加劑的組成及含量對于企業(yè)在電解液研發(fā)、電池性能及壽命評估及改進(jìn)等方面極其重要。


      本應用面向電解液成分檢測有相關(guān)需求的用戶(hù),基于安捷倫 8860 以及 7820A VL 氣相色譜系統搭配氫離子火焰檢測器(FID)開(kāi)發(fā)了一套可靠、易于操作和維護的高性?xún)r(jià)比的電解液分析檢測方法。













      實(shí)驗部分





      試劑和樣品

      本應用選取 13 種常見(jiàn)的碳酸酯類(lèi)及添加劑物質(zhì)作為目標化合物;7 個(gè)電解液樣品來(lái)自于電解液生產(chǎn)相關(guān)客戶(hù)。

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      儀器和設備

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      13 種化合物分離實(shí)驗

      首先對標準溶液中 13 種目標化合物的出峰時(shí)間和次序進(jìn)行確認,目標物在 8860 及 7820A VL 的色譜圖如圖 1 所示。

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      圖 1. 200 μg/mL 13 種化合物色譜圖:(a)8860(b)7820A VL

      溶劑峰對目標化合物無(wú)干擾,13 種化合物均可實(shí)現基線(xiàn)分離,分析可在 14 分鐘內完成。此外以氮氣作為載氣時(shí),化合物保留時(shí)間稍早于以氦氣為載氣時(shí)化合物流出時(shí)間。


      保留時(shí)間重現性

      選取 10,100 及 500 mg/L 標準溶液重復進(jìn)樣 7 次,用以檢測低、中及高濃度下化合物的保留時(shí)間(表 4)及響應(表 5)的重復性。結果表明,不同濃度不同氣相色譜平臺下,化合物的保留時(shí)間及響應的重復性分別小于 0.05% 及 2.0%,保證了結果的穩定性。

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      實(shí)際樣品測試




      為考察分析方法的適用性,選取兩個(gè)電解液企業(yè)的 7 個(gè)實(shí)際樣品,樣品中碳酸酯以及添加劑組成、含量未知。


      樣品組分分離

      樣品按方法稀釋后,取 1μL 直接進(jìn)樣,從圖 2 可以看出,化合物 DMC,EMC,DEC,FEC,EC,DTD,以及 PS 為樣品主要成分,化合物色譜峰均無(wú)干擾,保留時(shí)間無(wú)偏移。

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      圖 2. 實(shí)際電解液樣品色譜圖:(a)8860,(b)7820A VL


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      結論




      本應用開(kāi)發(fā)了基于 Agilent 8860 及 7820A VL 氣相色譜系統搭配 FID 檢測器對鋰電池電解液中碳酸酯類(lèi)及添加劑化合物的分析測試方法;衔锞哂辛己玫姆逍图胺蛛x度,方法重復性?xún)?yōu)異穩定性好,線(xiàn)性范圍寬,方法靈敏度高檢出限及定量限低。


      此外,該方法操作簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高、系統維護成本低,適用于對電解液中已知有機組分的定量分析。

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      安捷倫卓越氣相系列,全面滿(mǎn)足不同預算需求

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      鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈分析方案,安捷倫帶你沉浸式探索

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