會(huì)員.png)
4
當(dāng)前位置：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司>>技術(shù)文章>>賦能鋰電池產(chǎn)業(yè)，安捷倫氣相專(zhuān)業(yè)分析電解液
賦能鋰電池產(chǎn)業(yè)，安捷倫氣相專(zhuān)業(yè)分析電解液
隨著全球?qū)﹄妱?dòng)車(chē)和儲(chǔ)能設(shè)備需求的快速增長(zhǎng)，鋰電池電解液的需求旺盛，過(guò)去四年中國(guó)電池電解液的年復(fù)合增長(zhǎng)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(gòu)成及比例對(duì)電池的性能、穩(wěn)定性、壽命以及安全性起著關(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(qiáng)電池性能以及穩(wěn)定性、阻燃性等性能。
準(zhǔn)確的測(cè)定電解液中碳酸酯化合物及添加劑的組成及含量對(duì)于企業(yè)在電解液研發(fā)、電池性能及壽命評(píng)估及改進(jìn)等方面極其重要。
本應(yīng)用面向電解液成分檢測(cè)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(tǒng)搭配氫離子火焰檢測(cè)器（FID）開(kāi)發(fā)了一套可靠、易于操作和維護(hù)的高性?xún)r(jià)比的電解液分析檢測(cè)方法。
實(shí)驗(yàn)部分
試劑和樣品
本應(yīng)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(biāo)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)。
儀器和設(shè)備
13 種化合物分離實(shí)驗(yàn)
首先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液中 13 種目標(biāo)化合物的出峰時(shí)間和次序進(jìn)行確認(rèn)，目標(biāo)物在 8860 及 7820A VL 的色譜圖如圖 1 所示。
圖 1. 200 µg/mL 13 種化合物色譜圖：（a）8860（b）7820A VL
溶劑峰對(duì)目標(biāo)化合物無(wú)干擾，13 種化合物均可實(shí)現(xiàn)基線(xiàn)分離，分析可在 14 分鐘內(nèi)完成。此外以氮?dú)庾鳛檩d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(xiàn)性
選取 10，100 及 500 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)進(jìn)樣 7 次，用以檢測(cè)低、中及高濃度下化合物的保留時(shí)間（表 4）及響應(yīng)（表 5）的重復(fù)性。結(jié)果表明，不同濃度不同氣相色譜平臺(tái)下，化合物的保留時(shí)間及響應(yīng)的重復(fù)性分別小于 0.05% 及 2.0%，保證了結(jié)果的穩(wěn)定性。
實(shí)際樣品測(cè)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，F(xiàn)EC，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。
圖 2. 實(shí)際電解液樣品色譜圖：（a）8860，（b）7820A VL
結(jié)論
本應(yīng)用開(kāi)發(fā)了基于 Agilent 8860 及 7820A VL 氣相色譜系統(tǒng)搭配 FID 檢測(cè)器對(duì)鋰電池電解液中碳酸酯類(lèi)及添加劑化合物的分析測(cè)試方法。化合物具有良好的峰型及分離度，方法重復(fù)性?xún)?yōu)異穩(wěn)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(tǒng)維護(hù)成本低，適用于對(duì)電解液中已知有機(jī)組分的定量分析。