GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Simultaneous Analysis of 19 Organic Solvents and Additives in Lithium-Ion Battery Electrolytes Using GC-MS

Aplikace | 2025 | ShimadzuInstrumentace
GC/MSD, GC/SQ, Příprava vzorků
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Shimadzu

Souhrn

Význam tématu


Lithium-iontové baterie (LIB) jsou klíčové pro elektromobilitu a integraci obnovitelných zdrojů energie. Elektrolyt složený z lithné soli v organických rozpouštědlech s funkčními aditivy řídí transport iontů mezi elektrodami a zásadně ovlivňuje bezpečnost, stabilitu a životnost baterie.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout rychlý a spolehlivý postup pro simultánní stanovení 19 běžných organických rozpouštědel a aditiv v elektrolytech LIB. Analýzu provedli autoři metodou GC-MS na přístroji Shimadzu Nexis GC-2030 spojeném s hmotnostním spektrometrem QP2020NX v režimu vybraných iontů (SIM).

Použitá metodika a instrumentace


Vzorky a příprava standardů ul>
  • Vzorek: komerční LIB elektrolyt s LiFSI, LiPF₆, rozpouštědly EC, EMC, DMC a aditvy VC, FEC, PS, SN.
  • Příprava standardů: 19 analytů rozpuštěno v dichlormethanu (DCM), jednotlivé skladové roztoky 1000 µg/mL, smíchaný multianalytní roztok 50 µg/mL, kalibrační řada 0,1–10 µg/mL.
  • Příprava vzorku: základní 1000× naředění, naředění 10× nebo 100× podle koncentrace.

  • Instrumentace
    • GC: Nexis GC-2030, nosný plyn He (99,999 %), konstantní lineární rychlost 36 cm/s, kolona SH-1701 (30 m × 0,25 mm ID, film 0,25 µm), teplotní program 35 °C (3 min) → 10 °C/min → 240 °C (5 min), injektor 250 °C, režim split 10:1.
    • MS: QP2020NX, EI ionizace, iontový zdroj 250 °C, rozhraní 300 °C, akvizice v módu SIM s předem definovanými kvantitativními a kvalitativními ionty.

    Hlavní výsledky a diskuse


    Metoda umožnila separaci a kvantifikaci všech 19 látek s retenčními časy mezi 2,855–16,976 min. Pro kvantifikaci byly vybrány nejintenzivnější a nejselektivnější ionty. Kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu (R² > 0,999) pro všechny analyty. Aplikace na reálný vzorek potvrdila koncentrace DMC 471,1 mg/mL, EMC 497,4 mg/mL, EC 193,7 mg/mL a aditiv VC 30,6 mg/mL, FEC 13,5 mg/mL, PS 3,9 mg/mL, SN 13,4 mg/mL.

    Přínosy a praktické využití metody


    Simultánní analýza 19 látek v jednom běhu značně zkracuje dobu měření a minimalizuje spotřebu vzorku. Metoda zvyšuje propustnost laboratoře a poskytuje spolehlivý nástroj pro vývoj nových formulací i rutinní kontrolu kvality elektrolytů v průmyslových podmínkách.

    Budoucí trendy a možnosti využití


    Metodu lze dále rozšířit o identifikaci a kvantifikaci rozkladných produktů elektrolytu a sledování nečistot. Perspektivní je zavedení MS/MS detekce pro zvýšení selektivity, plná automatizace přípravy vzorků a miniaturizace analytického systému pro in situ měření.

    Závěr


    Vyvinutá GC-MS metoda na platformě Shimadzu GCMS-QP2020 NX umožňuje rychlou, citlivou a selektivní simultánní analýzu 19 organických rozpouštědel a aditiv v LIB elektrolytech. Metoda splňuje požadavky výzkumu i průmyslové kontroly kvality díky vynikající linearitě, reprodukovatelnosti a efektivitě.

    Reference


    1. Analysis of Carbonic Esters and Additives in Lithium Ion Battery Electrolytes, Application News No.01-00708-EN

    Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

    PDF verze ke stažení a čtení
     

    Podobná PDF

    Toggle
    Analysis of Carbonate Esters, Additives, and Phosphate Esters in Lithium-Ion Battery Electrolyte Using GCMS-QP2050
    GC-MS Application News GCMS-QP2050 Analysis of Carbonate Esters, Additives, and Phosphate Esters in Lithium-Ion Battery Electrolyte Using GCMS-QP2050 Shota Hayakawa, Misato Ishimoto User Benefits  The integration of GCMS-QP2050 and GC-2050 enables high-precision analysis of compounds in electrolytes while optimizing…
    Klíčová slova
    carbonate, carbonatedmc, dmcdec, decemc, emcfec, fecesters, esterslithium, lithiumelectrolyte, electrolyteelectrolytes, electrolytesinquiry, inquirybattery, batterylipf, lipfsample, samplelifsi, lifsieight
    Analysis of Carbonate Esters and Additives in Battery Electrolyte Using Agilent 8860 GC
    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
    Determination of Carbonate Solvents and Additives in Lithium Battery Electrolyte Using the Agilent 5977B GC/MSD
    Application Brief Material Testing and Research Determination of Carbonate Solvents and Additives in Lithium Battery Electrolyte Using the Agilent 5977B GC/MSD Authors Yuan Zhiquan and Feng Shuang Agilent Technologies (China) Co., Ltd. Abstract This application note describes a method for…
    Klíčová slova
    carbonate, carbonateresponse, responseemc, emcdec, decconcentration, concentrationfec, fecbmo, bmodmc, dmctmsp, tmspadn, adnpropionate, propionatedtd, dtdethylene, ethyleneethyl, ethyladiponitrile
    Solvents and Additives Analysis in Lithium Battery Electrolytes Using the Agilent 8850 GC System and Applying It to Real Samples
    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
    Další projekty
    LCMS
    ICPMS
    Sledujte nás
    Další informace
    WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
    LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.