Determination of Carbonate Solvents and Additives in Lithium Battery Electrolyte Using the Agilent 5977B GC/MSD
Aplikace | 2024 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza složení elektrolytu lithium-iontových baterií je klíčová pro dosažení vysoké energetické hustoty, prodloužené životnosti a bezpečného provozu. Organická rozpouštědla a přísady ovlivňují transport iontů, stabilitu elektrolytu a tvorbu ochranných vrstev na elektrodách.
Navržená metoda GC/MSD s přímou split injekcí poskytuje spolehlivou, citlivou a reprodukovatelnou analýzu karbonátových rozpouštědel, karboxylátů a přísad v elektrolytu lithium-iontových baterií. Je ideální pro komplexní kvantitativní i kvalitativní charakterizaci v moderní bateriové technologii.
GC/MSD, GC/SQ
ZaměřeníPrůmysl a chemie, Materiálová analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza složení elektrolytu lithium-iontových baterií je klíčová pro dosažení vysoké energetické hustoty, prodloužené životnosti a bezpečného provozu. Organická rozpouštědla a přísady ovlivňují transport iontů, stabilitu elektrolytu a tvorbu ochranných vrstev na elektrodách.
Cíle a přehled studie
- Vyvinout metodu pro kvantitativní a kvalitativní stanovení 15 karbonátových rozpouštědel a přísad v elektrolytu.
- Nastavit podmínky GC/MSD s přímou injekcí ve split režimu 20:1 a rozsah linearity 10–500 mg/L.
- Vyhodnotit reprodukovatelnost, citlivost (IDL < 1,3 mg/L) a linearitu (R2 > 0,997).
- Aplikovat postup na reálné vzorky elektrolytu a identifikovat neznámé příměsi.
Použitá instrumentace
- Agilent 7890B GC a Agilent 5977B single quadrupole GC/MSD s autosamplerem Agilent 7693A.
- Kapilární kolona J-W DB-1701 (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm).
- Injekční port se split/splitless sondou, split ratio 20:1.
- Nosný plyn helium, konst. tok 1,0 mL/min.
- MS v módu EI, ion source 280 °C, quadrupole 150 °C, interface 250 °C, full scan 35–450 amu.
Použitá metodika
- Příprava standardních směsí ve DCM v koncentracích 10, 50, 100, 250, 500 mg/L pro pětibodovou kalibraci.
- Externí standardní kvantifikace.
- Ředění reálných vzorků elektrolytu 1:1000 v dichlormethanu, injekční objem 1 µL.
- GC program: 40 °C (3 min) → 160 °C (10 °C/min, 2 min).
Hlavní výsledky a diskuse
- Všechny cílové sloučeniny byly baseline separovány do 17 minut.
- Reprodukovatelnost RSD < 5 % (n=8) a IDL < 1,3 mg/L potvrzují vysokou citlivost a stabilitu metody.
- Výborná linearita všech 15 látek (R2 > 0,997) v rozsahu 10–500 mg/L.
- Vzorek A: kvantifikace EMC (~455 g/L), DEC (~276 g/L), EC (~192 g/L).
- Vzorek B: identifikace DMC, EMC, EC, VC, FEC, PS a neznámého 1,3-propanesultonu (PST) pomocí dekonvoluce a spektrální knihovny.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá, robustní a citlivá analýza hlavních komponent a nežádoucích příměsí.
- Současná kvantifikace a kvalifikace neznámých aditiv a nečistot.
- Vhodné pro QA/QC proces výroby baterií a výzkum nových elektrolytů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření na stopové nečistoty a produkty degradace elektrolytu.
- Použití dvoudimenzionální GC×GC a vysokorozlišovací MS pro hlubší složení.
- On-line monitorování stárnutí elektrolytu a diagnostika baterií v reálném čase.
- Automatizace vzorkování a zpracování dat pro vysokou propustnost analýz.
Závěr
Navržená metoda GC/MSD s přímou split injekcí poskytuje spolehlivou, citlivou a reprodukovatelnou analýzu karbonátových rozpouštědel, karboxylátů a přísad v elektrolytu lithium-iontových baterií. Je ideální pro komplexní kvantitativní i kvalitativní charakterizaci v moderní bateriové technologii.
Reference
- Yuan Zhiquan, Feng Shuang. Determination of Carbonate Solvents and Additives in Lithium Battery Electrolyte Using the Agilent 5977B GC/MSD. Agilent Technologies (China) Co., Ltd., 2018, publikace 5991-9356EN.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of Carbonate Esters and Additives in Battery Electrolyte Using Agilent 8860 GC
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy & Chemicals Analysis of Carbonate Esters and Additives in Battery Electrolyte Using Agilent 8860 GC Authors Hongtao Shang Agilent Technologies (Shanghai) Co. Ltd. Jinqiang Zhang Agilent Technologies (China) Co. Ltd. Abstract This application note presents a reliable,…
Klíčová slova
fec, fecdtd, dtddmc, dmccarbonate, carbonatedec, decemc, emcrsd, rsdelectrolyte, electrolyteaverage, averageadditives, additivesbattery, batteryesters, esterscompounds, compoundsfluoroethylene, fluoroethylenetarget
Simultaneous Analysis of 19 Organic Solvents and Additives in Lithium-Ion Battery Electrolytes Using GC-MS
2025|Shimadzu|Aplikace
Gas Chromatograph-Mass Spectrometry / GCMS-QP2020 NX Application News Simultaneous Analysis of 19 Organic Solvents and Additives in Lithium-Ion Battery Electrolytes Using GC-MS Jin Jang, Hangji Ok Shimadzu Scientific Korea User Benefits Simultaneous analysis of 19 organic solvents and additives…
Klíčová slova
area, areacarbonate, carbonatefec, fecvec, vecdmc, dmctmsp, tmspadn, adnemc, emclithium, lithiumdtd, dtdinquiry, inquirydec, decadditives, additiveselectrolytes, electrolyteslib
Solvents and Additives Analysis in Lithium Battery Electrolytes Using the Agilent 8850 GC System and Applying It to Real Samples
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Materials Testing & Research Solvents and Additives Analysis in Lithium Battery Electrolytes Using the Agilent 8850 GC System and Applying It to Real Samples Author Abstract Youjuan Zhang Agilent Technologies (Shanghai) Co. Ltd. The electrolyte is a key…
Klíčová slova
carbonate, carbonateelectrolyte, electrolytelithium, lithiumreal, realdec, decdmc, dmcsamples, sampleswere, werefec, fecbattery, batteryemc, emcadditives, additivesdtd, dtdsolvents, solventsdichloromethane
Analysis of Carbonic Esters and Additives in Lithium Ion Battery Electrolytes
2024|Shimadzu|Aplikace
Brevis™ GC-2050 Gas Chromatograph Application News Analysis of Carbonic Esters and Additives in Lithium Ion Battery Electrolytes Misato Ishimoto User Benefits Carbonic esters and additives in lithium ion battery electrolytes can be analyzed with high separation and good repeatability…
Klíčová slova
fec, fecdmc, dmcdec, decemc, emccarbonate, carbonatecarbonic, carbonicelectrolyte, electrolytebattery, batteryadditives, additivesarea, areaelectrolytes, electrolyteslithium, lithiumesters, esterslifsi, lifsinews