賽默飛氣相色譜在鋰電池鼓脹氣體分析中的應用
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LIBs
鋰離子電池 (LIBs) 因其重量輕、能量密度高以及比其他類型電池的使用壽命長等特性，被廣泛應用于動力、儲能以及3C 等產業。鋰離子電池在循環使用或儲存中，可能因為電解液組分發生成膜及氧化反應、電池過充過放、內部微短路等原因導致 SEI 膜分解破壞從而產生氣體，也可能因電解液中的高含量水分發生電解反應等原因導致電池產氣鼓脹，出現具有一定安全風險的失效，主要有熱失控、脹氣、膨脹形變等。因此，了解電池鼓脹氣體的組成對于優化電解液的組成是至關重要的。
三類成分
電池在老化、放電等過程中會產生各種氣體成分非常復雜。其中主要有三類成分：
1）永久氣體如氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等；
2）短鏈碳氫化合物 (C2-C5)；
3）其他可揮發性化合物。
賽默飛氣相色譜鋰電池鼓脹氣體分析方案
鋰離子電池鼓脹氣體的常見產氣成分有 H2, CO, CO2 等永久性氣體以及 CH4, C2H4, C2H6 等烷烴類氣體。
表1.校正氣體組成
方案一：
氣密針進樣
某些小型LIBs在使用過程中只會產生幾毫升的膨脹氣體。針對氣體量極少的這一類樣品，賽默飛推出氣密針進樣，配置一個TCD和一個FID檢測器，一根分析柱和一根預柱，一次進樣實現對電池鼓脹氣體成分H2, O2, N2, CO, CO2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8的分析。
圖1. FID通道校正標樣色譜圖（方案一）
圖2. TCD通道校正標樣色譜圖（方案一）
方案二：
氣密針/閥進樣
賽默飛推出氣密針/閥進樣，配置一個TCD和一個FID檢測器。一根分析柱和一根預柱，一根毛細管分析柱，一次進樣實現對電池鼓脹氣體成分H2, O2, N2, CO, CO2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, i-C4H10, n-C4H10, i-C5H12, n-C5H12的分析。
圖3. TCD通道校正標樣色譜圖（方案二）
圖4. FID通道校正標樣色譜圖（方案二）
完善的解決方案
在鋰電池產業鏈中，除了電池鼓脹氣體成分分析，還需要圍繞產品質量、原材料質控、或鋰電池各種性能指標的研發工作進行一系列的理化測試，包括：元素分析、電解液、添加劑成分分析、石墨類負極材料有機物含量測試、電解液未知成分分析、SO42-、Cl- 等陰離子及Si等非金屬元素分析、電解液等原材料鑒別等。賽默飛在鋰電子電池材料檢測領域積累了豐富的經驗，為廣大用戶提供完善的解決方案。
標簽：
氣相色譜
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