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當(dāng)前位置:廣東天瑞儀器有限公司>>技術(shù)文章>>GC-MS6800測試鋰電池電解液中碳酸酯類有機物含量
因鋰電池具有能量高密度、安全性、快速充電、循環(huán)壽命高、無記憶效應(yīng)等特點,近年來占據(jù)消費電子領(lǐng)域大部分市場,尤其新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展,使得鋰電池運用更加廣闊,因此對于鋰電池的綜合性能和制作工藝的質(zhì)量控制尤為重要。其中常用的鋰離子電池電解液,由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,與水容易發(fā)生劇烈反應(yīng),因此鋰離子電池使用非水溶液做電解質(zhì),目前廣泛使用碳酸酯類有機溶劑,包含環(huán)狀碳酸酯(EC和PC等)和鏈狀碳酸酯(EMC,DEC等)。常使用低粘度的溶劑(DEC、EMC)和高介電常數(shù)的溶劑(如EC、PC)按一定比例混合而制成復(fù)合電解液,從而鋰鹽在溶劑中有較好的溶解度和良好的離子解離度。
本方法采用天瑞儀器公司的GC-MS 6800氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對鋰電池電解液中碳酸酯類有機溶劑的分析,不僅可用于常規(guī)碳酸酯類溶劑的定性定量檢測,也可用于電解液中未知有機組分的定性鑒定,有助于多方面了解電解液的組成。
1.儀器簡介
GC-MS 6800是天瑞儀器精心打造的一款高性價比氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,具有自主知識產(chǎn)權(quán),擁有多項技術(shù),可廣泛應(yīng)用于新能源領(lǐng)域、高分子材料、環(huán)境保護、電子電器行業(yè)(RoHS、RoHS2.0以及將來可能誕生的RoHS3.0)、生物醫(yī)藥、石油化工、食品安全、紡織皮革等多行業(yè)中有機物的檢測。
圖1.GC-MS 6800氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀外觀圖
2.實驗部分
2.1 測試原理
樣品經(jīng)適量乙酸乙酯稀釋后經(jīng)GC-MS分析。依據(jù)目標化合物的保留時間和標準質(zhì)譜圖或特征離子定性,用峰面積外標法定量。
2.2主要儀器設(shè)備、耗材和試劑
GC-MS 6800 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,配EI電子轟擊源(天瑞儀器);
超聲波清洗機;
碳酸酯標準品:100mg,采用稱重法配置成濃度均為1000mg/L ;
乙酸乙酯:HPLC級;
樣品瓶:2ml;
移液槍:100ul(量程可調(diào));
移液槍:1ml(量程可調(diào));
有機系針式過濾器等。
2.3儀器測試條件
色譜柱:DB-5MS,30m×0.25mm×0.25μm;
柱箱程序升溫條件:初始溫度50℃保持6min,以20℃/min速率升溫200℃,保持1min;
進樣方式:分流進樣,分流比20:1;
進樣量:1.0μL;
進樣口溫度:250℃;
氣質(zhì)接口溫度:250℃;
離子源溫度:250℃;
載氣:氦氣,純度≥99.999%,流速1.0mL/min;
電離方式:EI;
電離能量:70eV;
溶劑切除時間:2.3min
測定方式:TIC(FULL SCAN)定性(掃描范圍:35-300amu),SIM模式定量。
3.測試結(jié)果
3.1 9種碳酸酯類有機物標準溶液測試結(jié)果
圖2. 常見9種碳酸酯標準物質(zhì)總離子流色譜圖
表1.各目標物基本測試信息
3.2 實際樣品測試
3.2.1 定量分析
將樣品用乙酸乙酯稀釋合適倍數(shù)后,吸取1µl溶液進行測試,譜圖和檢測結(jié)果如下
圖3.實際樣品測試圖
表2. 樣品測試結(jié)果
3.2.2 定性分析
圖4.未知樣品定性測試圖
表3. 未知樣品定性結(jié)果
4.總結(jié)
采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)測試電解液中9種碳酸酯化合物,方法穩(wěn)定可靠,分離度好,線性范圍廣,操作簡便,重現(xiàn)性好。使用該方法不僅可對電解液組分進行定性定量分析,同時也可以對未知組分進行定性鑒定,對于新能源及其相關(guān)企業(yè)有很好的產(chǎn)品內(nèi)控和檢測價值。
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