Battery drum pack gas analysis through a multi-valve, multi-column GC system

Význam tématu

Analýza plynů vznikajících při nabíjení a vybíjení Li-ion baterií poskytuje klíčové informace o jejich stárnutí, výkonu a bezpečnostních rizicích.

Cíle a přehled studie

Studie představuje řešení s více ventily a kolónami na GC systému TRACE 1300 řady pro oddělení a kvantifikaci permanentních plynů i lehkých uhlovodíků až do C6+ z bateriového drum pack vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plynů o objemu 500 µL byly ručně injektovány přes iConnect SSL injector do GC systému s následujícími prvky:

• TRACE 1310 Auxiliary Oven s jedním 10port a dvěma 6port ventily
• Dva detektory: termočlánkový rozdílový (TCD) pro permanentní plyny a plamenoionizační (FID) pro uhlovodíky
• Kapilární kolony: TracePLOT TG-BOND Q 30 m/0,53 mm/20 µm, J&W CP6938 MolSieve 5 Å 25 m/0,53 mm, TraceGOLD TG-WaxMS A 30 m/0,32 mm/1 µm, Restek Al₂O₃ 25 m/0,32 mm/8 µm, TraceGOLD TG-1MS 30 m/0,32 mm/3 µm
• Carrier plyn argon v konstantním tlaku, teplotní program GC a backflushové schéma pro ochranu kolón a zkrácení doby analýzy

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila kompletní separaci a kvantifikaci H₂, O₂, N₂, CO, CO₂, C₁–C₅ a C₆+ v čase kratším než 10 minut. Backflush konfigurace efektivně chránila záložní kolony a zkrátila celkovou dobu analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlá a robustní metoda poskytuje komplexní chemický profil plynů v bateriových baleních. Je vhodná pro výzkum degradace, optimalizaci formulací, QA/QC a kontrolu bezpečnosti baterií.

Budoucí trendy a možnosti využití

Systémy pro online odběr plynu a automatizace kontinuálního monitoringu, hyphenace GC s hmotnostní spektrometrií pro detailní identifikaci stopových sloučenin a vývoj nových stacionárních fází pro lepší separaci.

Závěr

Multi-ventilová, multi-kolónová konfigurace TRACE 1300 GC prokázala schopnost rychlé a precizní analýzy plynů z Li-ion baterií, a to s vysokou opakovatelností a ochranou separačních kolón.

Reference

• Thermo Fisher Scientific Inc. Battery drum pack gas analysis. Application Brief AB000401-EN