福立儀器-基于GC GC-MS對電解液中的溶劑和添加劑進行分析

鋰離子電池憑高電壓、大容量、長壽命等優(yōu)勢，已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。已被廣泛應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品、新能源汽車、航空航天及軍事裝備等多個領(lǐng)域，成為當(dāng)今化學(xué)電源市場的主導(dǎo)者。在鋰離子電池的體系中，電解液起著重要的角色，電解液的性能直接影響到電池的整體性能，電解液的開發(fā)和優(yōu)化對于實現(xiàn)更高效、更安全、更經(jīng)濟的鋰離子電池至關(guān)重要。 

傳統(tǒng)的電解液通常由有機溶劑、鋰鹽和電解液添加劑組成。按質(zhì)量劃分，通常有機溶劑質(zhì)量占比80%~90%，是電解液組成的關(guān)鍵成分，鋰鹽占比10%~15%，添加劑占比在5%左右。電解液中溶劑和添加劑的組成、比例和純度對鋰離子電池的容量、生命周期、穩(wěn)定性和安全性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 

常用的溶劑包括碳酸酯類、羧酸酯類和醚類，碳酸酯類產(chǎn)品由于性能和成本等綜合優(yōu)勢明顯，是目前使用范圍廣泛的電解液溶劑。常用的碳酸酯五大溶劑包括碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）和碳酸甲乙酯（EMC），其中碳酸二甲酯用量最大，是使用最為廣泛的電解液溶劑之一。 

然而，僅靠有機溶劑的作用對鋰電池電解液的發(fā)展有一定的限制，因此，在電解液中會選擇性的加入一些添加劑，可以定向改變電解液的性能。電解液添加劑能夠定向改善鋰電池電導(dǎo)率、阻燃性能、過充保護、倍率性能等多個方面性能。目前常用的電解液添加劑主要有碳酸亞乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、丙烷磺酸內(nèi)酯（PS）等。 

針對電解液中的碳酸酯類溶劑和添加劑，福立儀器分別建立了氣相色譜儀GC和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GC-MS分析方法，用來準(zhǔn)確定量定性分析電解液中的碳酸酯類溶劑和添加劑。為鋰離子電池電解液中常用的碳酸酯和添加劑開發(fā)一種易于操作且低成本的分析解決方案。

福立 F80氣相色譜儀高效分離系統(tǒng)，實現(xiàn)多組分精準(zhǔn)拆分

針對電解液組分沸點與極性差異大的特點，福立 F80氣相色譜儀具有強極性與寬沸點適用范圍，對酯類、含氟化合物、極性雜質(zhì)均有優(yōu)異的保留與分離能力。通過優(yōu)化柱溫程序，實現(xiàn)溶劑、添加劑與雜質(zhì)的分離。色譜峰形對稱尖銳，無拖尾或重疊現(xiàn)象，有效規(guī)避高濃度溶劑對添加劑的干擾。同時，分離重復(fù)性滿足工業(yè)質(zhì)控要求。

基于福立氣相色譜儀F80，可以滿足對電解液中13種溶劑和添加劑的分析，在該分析方法中，13種化合物均有很好的峰型和分離度，線性相關(guān)系數(shù)（R2）均在0.999以上，檢出限低，精密度好，能滿足客戶對于電解液中的碳酸酯溶劑和添加劑的分析。