天美锂电池行业应用解决方案2023.6.5

目前锂电池主要的一个应用领域：新能源，已经成为全球发展的主要方向，新能源汽车对锂电池的需求不断攀升。根据中商产业研究院2022年数据显示，中国锂电池下游应用领域占比统计，新能源汽车占比高达53%以上。此外，手机、电动工具、数码相机等行业的快速发展，锂电池的需求将持续增长，前景广阔。锂电池的意义在现今迈向清洁时代显得尤为重要。天美为您提供锂电池实验室解决方案。Techcomp Techcomp Tech co mp 天美仪拓实 验 室设 备 (上 海 )有限 公司 Tec h c o mp I nstru m en t Co.，L td APPLICATION SOLUTION FOR LITHIUM BATTERYINDUSTRY 锂电池行 业 应用解决方 案 天美仪拓实验室设备(上海)有限公司 天美公司简 介 天美 美集 团专注从事化学 分析仪器、色谱仪 器 、生命科 学 及实验室 常规 设 备 的研 发 、制造 及 销 售 公 司，成 立35年 来不 断为 科研、教 育、检 测 及 生产提 供完 整 可 靠 的 实 验 室 解 决方 案。 锂电 池 概念：锂电池 是 以锂金 属 或 锂 合金为负极材料 ，经成 为 主 流 。 采 用 非水电 解质 溶 液 的 电 池。随着 科 技 的 发展，锂 电池已 锂电池分类及优势：一 般分为两 类，锂金属电池和锂 离子电 池 。其优势包括：能 量高 、电 池电 压 高 、工 作 温 度范 围 宽、储存 寿 命 长，等 。 应用 ：广泛应 用 于军用和民用小电器。大容 量的锂 电 池已 广泛 应 用 于电动 汽 车 ，成为电动 汽车的 主要动力 源 之 一。锂 电 池 也 将 应 用于人 造卫星、航空航 天 、储 能等 领 域 。 工作原理：锂 电池主要由正极材 料 、负 极 材 料 、隔膜 、电 解液组成 。锂离 子 在 正 负 极之 间 迁 移，与 正 、负 极材 料 发生 化学 反应，将 化 学能 和电 能 相互 转 换 ，实现电荷 的 转 移 ，从 而完成充电 与 放电的过 程。隔膜 主 要是将正 极与 负 极 隔 离 ，防 止 短 路 。(见 图 1) 锂电池 与 我们的生活：锂电池在 我 们生 活 中，影响着 方 方 面面，我 们用 到 的 手机，电 脑 ，出行使用的电动车 ，使 用的充电宝等 ，里面 装 都是用 了 锂电池 。 未来及 前景 ：目 前 锂电池主要 的 一个 应 用 领 域 ，新能 源 ，已经成为全球发展 的 主要 方 向 ，新 能源 汽 车 对 锂 电池 的需 求不 断 攀 升。根据 下图(中商产业 研 究 院2022年数据 )显 示，新能 源汽 车占比 高 达53%以上。此外 ，手 机、电动工具 、数码 相机等 行 业 的 快速发 展 ，锂 电 池 的 需 求 将 持 续增 长 ，前景广阔 。锂电池的意义在 现 今迈向清洁时 代 显得尤为重 要 。目 前全 国 已有超过400家 锂电池 产 业 链 领先 企 业。随 着 国 内 对新 能 源 产 业的 大 力 扶持 ，国 内外很多 相关 的企 业 、科 研机 构 及 高校等单 位 已加 大资 金 、人 员、设备/仪器 各方面 的 投入，不断研究新 材 料，提高锂电池 的 各方面的 性能 。锂电 池材料所关 心 的 结构、性 能等，均与电 池 材 料 的 组成与微结构 密 切相关。准确和全面 的 了 解锂电 池 材料的 构 效关 系 需要运 用 多种 检测 技 术。 我 国 作 为 锂 电 池第 一大 国，有 条 件并且也 需 要 从战 略角 度 ，更好地 发展 锂 电 池 产业，迈入中 国 新 能源时代 。 图 2.中 国锂 电 池下游应用 领域占比统计(数据来自 于 中 商 情报网) 锂电池产业链： 如 下表 1我们汇 总了 锂电池 产业 链上游 ，中 游 ，下 游 所 涉及的内容： 表 1：锂 电产业链 上/中 下游涉及的 不 同原材 料 及 加 工 和 应用 》应用解决方案： 其中 所 用 原 材 料 ，及成分含量的控制 及检测 ，定性和定量分 析 都 需 要用 到 很多 仪 器 (如，快速水分 测 定仪，DS C ，热 重 分 析 仪，气 相色谱 仪，质谱 仪，拉 曼 光 谱仪，红 外 光 谱仪，水 分灰分仪，离 心机，安全 柜 ，手 套箱 ，天平 ，及 其它 常规 设 备 。天 美仪 拓 实 验 室设备 (上 海 )有限公司 ，作为分析仪器、色 谱 仪 器、生命 科 学及实验室 常规 设备的主要 领 导者 ，将为锂电池 行 业 的 应用提 供 全 面解决方案 ，助 力 企业 及科研人 员 在 锂 电行业的 更 高 成 就 ! 类别 应用及要求 天美推荐仪器 锂电池材料成分水分控制/含量检测/热稳定性检测 正极材料、负极材料，电解液、隔膜等材料中的水分控制及快速测量，热稳定性，热安全性能，熔融温度，等的测定，及所需材料的称量 Precisa水分测定仪Precisa 电子天平 Techcomp 差示扫描量热仪Techcomp RZY-2A热重分析仪 Techcomp CRY-2A差热分析仪 样品气化后的定性定量分析 电解液中阻燃剂检测，电解液中其他添加剂分析，电解液有机溶剂成分研究，锂电池产气成分检测 SCION 8300&8500 GC 气相色谱仪SCION 8700 SQ & 8900 TQ质谱仪 正负极材料/电解液/隔膜/绝缘片等原材料的鉴定，测试，分析，及表征 锂电池原材料的鉴定，正极材料/及电解液原料分析，电极材料、隔膜材料及电解质的表征，热失控产气体测试，负极材料灰分测试，等 英国爱丁堡显微共聚焦拉曼光谱仪RM5 紫外-可见分光光度计UV2600/1200傅里叶变换红外光谱仪IR5 英国爱丁堡气体传感器瑞士 Precisa 全自动水分灰分仪 样品的其它常规操作 针对材料样品中微量元素的分离，检测，烘干，存 储，灭菌 Dynamica台式离心机 Nuaire 安全柜Froilabo 烘箱/超低温冰箱 COY手套箱Tomy灭菌锅 高效准确 5m i n测试 一体化 快速判 定 提升效 率 无须 转 移 锂电浆料固含量快速测定 》快 快速水分测定仪 》》用途：为了满足 后 续 涂 布工 艺要求 ，产线 需 要 快 速测 定锂电 池浆 料 的固含量 >》推荐 设 备：普利赛 斯 Pr e c i sa 快 速 水 分测定仪 330XM >优点和主要 特 性： ·结果 准确 ，重复性 好 新 环 形卤素灯：精准控 温 ，热量 均 匀 卓 越 称量 传 惑器：0.1m g /0.001%M C ·大大提高 产 线 效率 卤 素灯加热技 术 ：0.78-1.1um 快 速 升温 称量单元：感 知 更 快，更稳 定 一 体 化 设计：一 键操 作 ，自 动 计 算 ·智能 测试 智能 化 操 作 界面 支 持 多种 数 据 传 输方 式 ，对 接M E S/LIMS 系 统 》卓越的称量性能--最佳重复性 》》样品：正极浆料 》》推荐设备 ： Prec i s a XM 60-HR 1.选 择选 定的测 试 方法 ·升 温程序 ：标 准 ·干 燥 温 度 ：140℃ ·关机 模式 ：3(1mg/50s ) ·显示 模 式 ：%DC 2.添加 样品 ·使 用 搅拌器均匀搅 拌样 品 ·放 置铝 箔 样 品 盘 和 玻 璃 纤维盘并 去 皮 ·加入 1.5g 样 品并均匀 分 布在玻璃纤维 盘 中 3.测试结果和实时测试曲线(如右) 低至100ppm至高精度 可 读性0.1m g /0.001%M C 针 对低 水 分 含量 样 品 的 完美 方案 Pr ec i sa 330X M快速 水 分测定仪 Smples 正极浆料 M e an (%D C ) SD T i me (min ) 快 水法 65.462 0.034 6 烘 箱 法 65.47 0.055 120 60 -40% N O 40 30 服璃纤炸卫 祥品盘 。 100 300 400 600 7 玻 璃 纤 维 盘 ：液体样品的完美解决 方案 ·样 品 平 铺更 均匀 ·增加受热面积 锂电正负极极片水分控制 快速水分 测 定仪 >>用途：极片生产过程中水分会 影 响电池性能 >》推荐设备：普 利赛 斯 P r ec i sa 快速水 分测 定 仪 365EM >>优 点和主要特性： ·快速测 试 低至100ppm 精 度 低水 分 含量完 美 解 决 方案 ·专业的 测试 方案 专 业 的系统对接解 决 方案 ·无线和有线数据传输 未来统一的数 据 管理 测试参 数 与数 据 安 全 》低水含量样品快捷测试的不二之选!》》样 品 ：正极 极 片 >推荐设备：Precis a EM120-H R ·与K F 结果 的 差 值 可 作 为 杂 质 含 量 的判 定 标准 ·适当的 减 少有机溶剂 在 实 验 室带来的 危 害 ·提升产线测试效率 0.1mg 易于清洁 Pr e c i s a 365EM 快 速 水 分 测定仪 Tips：极片 水份 含 量 非 常 低，且容易 吸水： ·建议 选 择 E M120-H R 在 现 场做样 ·与 K F法结果有偏差 →测 试成 分 不 同 ·加 热 浮力 会导 致 出现 曲 线先 上 升 在 下降的 现 象 》DSC30差示扫描量热仪 >>用 途 ：电池 材 料 隔 离 膜 的 宏 观热性能评价 >》推荐设备 ：天美 Tec h co m p差 示扫 描 量热 仪 DSC30-3 隔离膜：由聚乙烯或聚丙烯组成的微孔结构的薄膜 位于电池正极和负极之间，将正负极活性物质隔开，防止两级因接触而发生短 路 ；此外还需让电解液中的离子在正负极之间能自由通过。当电池内部温度异常时，隔膜发生熔 融 ，微孔关闭，变为绝缘体，防止电解质通过，遮断电流，从而起到安全保护的作用 RZY-2A热重分析仪/ZRY-2A高温综合同步热分析 >>用途：钴 酸锂 被 广泛地用作锂 离 子电池的正极材 料 。 在设计内在 更 安全、更高 效 的 电 池 系 统 时，该 正 极 材 料的热稳 定性 也 是一个重 要因 素 。 >》推荐 设 备 ： T e chcomp RZY -2A 热 重分 析仪 /ZRY -2A 高 温综 合 同 步 热分析 >》优点和主要特性 ： 铌酸锂LiNb03居里温度测试 》CRY-2A差热分析仪 >>用途：铌酸锂 晶体 是 用 途最 广泛 的新型无机材 料 之 一，它是 很好的压电 换能 材料 ，铁 电 材 料 ，电 光材料。 >>推荐设备 ： T e chcomp CRY -2A差 热 分析仪 >>优点和主要特性： ·最高 温 度可 达 1450℃ ·炉子 体积小 、重 量 轻；炉 子的热容 量小，升降 温速 率 快，炉 温控制精度高 ·采 样 过程全智 能 化，能实时灵敏准确反应 样 品特性 ·配备 数 据 采 样 、数 据 处 理 (可 计 算熔 点、热焓 、玻璃 化温度、部分面积 、氧 化诱 导 期 、动力 学 参 数 等)、数 据输 出 功 能的 全 方位专 业智能 软 件 包 ·用 户可 方 便 对仪器进行仪器常数 校正，包括温度 和 热 焓 校正，减少仪 器 系 统误差 ▲晶粉 样品 ▲片 状 样品 锂电正负极极片称量 》分析电子天平 >>用 途 ：正 负 极极片 称重 计算面 密 度 >》推荐设备 ：普利 赛 斯 Precis a 分 析天 平321L S >>优 点和主要 特 性： ·简便的按 键 操 作 ·全 自动校 准 ，可根 据温度变 化 和 时 间 设 定自 动 启 动 内 校 系 统(SCS) ·可快 速判 断最小 样 品 量 ·符合GMP/G L P要求 ·上 下壳 体 全铝 合 金制造，坚 固 耐 用 ·可选 I P65防 护等级 锂电上游材料锂盐称量 半微量电子天平 >>用途：锂盐 称 重 >推荐设备：普利 赛斯 Prec i sa 半微 量 天平360ES >>优 点和主要 特 性： ·简 便的按键 操 作 ·图 形化 显 示，可 定制化 ·独 特的圆形风 罩 ·多 用 户 管 理 ·最小样品量(USP 41) ·人性化校准系统 ，可 根据温度 变化 和 时 间设定自动 启 动 内 校 系 统 (SCS) ·可 选 I P65防护 等 级 P r ec i sa 321LS 分 析天平 SC I O N8300 GC 气相 色谱 >> SCIO N G C -MS系统 ： ·惰性 系 统流 路设 计，无 需担心样 品 吸附 ·轴 向 惰性离 子 源，分子路径 畅 通 ，无 需 频 繁清 洗离 子源 ·高精度 控 制 保证长时间 运 行 的稳 定 性 和重 复 性 ·独 特 的90°弯 曲 q0，保 护四级 杆 不被污 染，超 高灵 敏 度 ，·S/N≥1500：1 ·多 轴 设 计 ，最 大 程度 消 除 中性 噪 音 ，提 高灵 敏 度 ·q 0主 动聚 焦技 术，通过 氦气分子 聚焦离 子 束 ，提高 灵 敏 ·度，操作简单，易于维护 ·创新 的无 透镜设计(美国专利 6576897)，使调 谐 更加简 单 SCION气相色谱仪产自 荷兰，继承并发展了原瓦里安的设计 理 念 ：创新 性与可靠性 结合 。基于对 行业 需 求 的 深刻理 解， SC ION 8000系 列 GC优 越稳 定 的性能将带给用户前 所 未 有的 成 功 体 验 。S CION 8300-GC 和 8500-GC 能够满足 众多 用 户 的 常 规和特定需 求 ，具有 性 能 可 靠，操 作 简 单 、易 于 维护 等 特点。 S C ION8300 G C 气 相 色 谱 ·E D R检 测 器 带来更 宽的线性范围，杜 绝 检测 器饱和 ·仅 输入 化 合物 名 称 ，相 应 的 MRM 信 息 即 可 自动填写 ·模块化 设 计，离 子源 更 换 和 清 洗更 加 容易，高容 量分子 涡 轮 泵 ，仪器 随 时待命! ·抽 真 空 25 m in 即 可 正常运 行 ·轻 松 兼 容 C I 源 ，反应气 可 使 用 较高流 量 ·体积 精巧，结构紧凑 ·多 重 弯曲，结构精巧，为您将实 验 室空 间 节 省到 极至 电解液中阻燃剂检测 阻 燃 添加剂 一 直是电子 电 气产品的检 测 热 点。2015年6月 4日，欧盟 颁布 RoHS 2.0修 订 指令 ，PBB 和 PBDE 依然 在 管控之 列，并 更 新了配 套检测 标准 ：IE C 62321-6：2015《气相 色 谱 质 谱 联 用 测 定 多 溴 联 苯和多溴 联 苯 醚 》。我国检验检 疫 行 业 标准SN/T2005.2-2005同样规定 了 电子电气产品 中 多 溴 联 苯和 多 溴联 苯 醚 的 气相色谱-质 谱测 定方法，与 ROHS 测试方法 IEC 62321-6：2015方法归 纳 如下 ： 方法 SN/T 2005.2-2005 IEC 62321-6：2015 化合物 一溴联苯(醚)，二溴联苯(醚)，三溴联苯(醚)，四溴联苯(醚)，五溴联苯(醚)，六溴联苯(醚)，七溴联苯(醚)，八溴联苯(醚)，九溴联苯(醚)，十溴联苯(醚)。 一溴联苯(醚)，二溴联苯(醚)，三溴联苯(醚)，四溴联苯(醚)，五溴联苯(醚)，六溴联苯(醚)，七溴联苯(醚)，八溴联苯(醚)，九溴联苯(醚)，十溴联苯(醚)。 仪器 GC-MS GC-MS 前处理 索氏提取 索氏提取 色谱柱 VF-5HT， 30 m×0.25 mm×0.1 pm(瓦 里安品牌色谱柱) 5%苯基甲基聚硅氧烷，15m×0.25 mm×0.1pm， 高温柱 程序升温 100℃(3min)， 以5℃/min 升到320℃ (10min)。 110℃(2min)， 以40℃/min 升到200℃， 10℃/min 升到 260℃，20℃/min 升到340℃(2min)。 进样口 分流不分流进样口，320℃ 三种进样口，选择其一即可。① PTV进样口：初温50-90℃，以300℃/min 升到350℃(15min)②COC 进样口：也可选用 coc 进样口，高沸点组分灵敏度会提高，但 要注意基质效应 ③ SSL 进样口：280℃ 传输线 320℃ 300℃ 离子源 300℃ 230℃ 载气 He， 1.5 mL/min He， 1mL/min 进样量 1pL， 不分流 1pL，不分流 质量扫描范围 100-1000 amu 至少扫描到 1000 amu 溶剂延迟 5 min 这两 项 标准都 要 求 质 量 数范 围 至 少 达到1000a m u ，这 是因 为PBD E s 的分子 量 非 常 大 ，含 溴 原子较多 ，溴又存在多种 同 位 素 ，而质 谱 仪 扫描 质 量范 围 必 须 包 括质 量 数 最 大的PBDE的 分 子 离 子 峰 ，否 则该 仪器 就不 适 用 该物质 。十溴联 苯醚 的分子 量 为959.17，所 以扫描质 量 数范 围 必须大于959并 且 有一 定的上 限范 围 ，所以两项 标 准都要求 质 谱仪的扫描质量 数范围至少达 到 1000amu 。 SCION 8700SQ 及 8900T Q提供行业领先的扫描质 量 数范 围，可 以 从 lamu 扫 描 到 1200a mu， 非常 适 用 于 多 溴联 苯醚的分析。 图 1.5种多溴 联 苯PBB s 的 总离子流图 5种多溴联苯分离 度 良好 ，分 别 对 单个 多 溴 联 苯的 质 谱 图 进 行 谱库检索 ，匹配准确 ，如 图 2至图4所示 。 图 2.一 溴 联 苯(C12H9Br)和二溴 联 苯(C 12H8B r 2)质 谱图的谱 库 检 索 结 果 图3.三溴联苯(C 12H 7Br3)和 五 溴联 苯(C12H 5B r5)质谱图的 谱 库检 索 结果 图4.六溴联苯(C 12H4B r 6)质谱图的谱库 检 索 结 果 多溴联苯醚容易被玻璃 衬 管表面吸附 ，造 成 脱尾；普通 质 谱 仪 质量 数 范 围限制，高 分子量 的 样 品 容易 产生 歧视 ，响 应 很低 ；尤 其 高 质 量 的十 溴二 苯 醚 沸点太 高，因 此 需要 较高 的末温，无法用普通色 谱 柱分析 。针 对这 些问 题 ，SC I ON 选 用 惰 性衬 管 ，并 且 由于 SC I ON M S 质 量 数 范 围 高达1200，不必担 心 高 质量端歧视 ；选择 SCIO N 89000T Q三 重 四级杆 质 谱 ，建 立 MS/M S 方法，使用离子对的方式定性和定量，提高灵敏度 。7种PBDE s 的 总离子流图如图5所示。 除 了溴 代阻 燃剂 ，锂电池 电解 液 还有其他 添 加剂，用 于 改善锂电池的性能 。一 般 来说，所 用的添加剂 主 要有三方面的 作 用 ：第一，改 善 S EI 膜的性能 。在锂离 子 电池电解液 中加 入 苯甲 醚 或 其 卤代 衍 生物，能够改 善 电池 的 循 环 性 能 ，减 少电池 的不 可 逆 容 量 损 失 。第二，降 低 电解 液 中 的 微 量水 和H F 酸。碳化 二亚 胺 类 化 合 物 能 阻止 Li PF ，水 解成 酸 ，另 外 ，一 些金 属 氧 化 物如AI ，O，、MgO、BaO、Li，Co，、CaCO，等被用 来清除 HF 。第三 ，防 止 过 充电 、过 放电 。电 池生产厂 家 对 电池耐 过 充 放 性能的要 求 非 常 迫切 。传统防过充电通过电池内部的保护电路，现 在 希 望 向 电解 液中加 入 添 加剂 ，如 咪 唑 钠 圈、联 苯类 、咔 唑类等化合物，该类化合物正处于 研 究阶 段。 S C I O N 8300 GC 8700SQ单 四极杆气质联 用 仪 SC I O N 8700 SQ 单四 极 杆 质 谱 示意图 不 同 的生 产 厂家 对 电池的 用 途 、性 能要求 不 一 ，所选择 的添 加剂的 侧重点也 存在差 异 。但 这些 添 加 剂都是有 机物，且 沸 点 不 高 ，都 在 400℃以 下，适合用 SCION-GCMS检 测，并 且 几 乎所有 物质都被 N I ST 谱 库 收 录，说明GC M S 测 试这 些添 加剂是 可 行的。根据 这些 添 加剂 的物 化 性 质 及 官 能团 ，以及谱库 方 法 推 荐，可选 择 SC I ON-5m s 或 SC I ON-1ms 色 谱 柱进 行分离。 序号 化学名称 用途 CAS号 分子式 分子量 沸点 质谱信息 1 环己基苯(CHB)Cyclohexyl benzene 用于锂二次电池电解液的添加剂，具有防过充性能。应用于锂电池高温溶剂。 827-52-1 C12H16 160 239-240℃ 2 亚硫酸亚乙酷(ES、DTO)Ethylene sulfite 作锂离子电池电解质的有机溶剂，又可作为锂离子电池电解液的添加剂，锂离子电池电解质添加了DTO后将呈现出优异的储存稳定性，可以提高电解液的低温性能，同时可以防止 PC分子嵌入石墨电极。 3741-38-6 C2H403S 108 170.6C 合 3 硫酸亚乙酷(DTD)Ethylene Sulfate 作为锂离子电池电解液的添加剂，其作用在于抑制电池初始容量的下降，增大初始放电容量，减少高温放置后的电池膨胀，提高电池的充放电性能及循环次数。用于有机合成的羟乙基化试剂合成药物中间体。 1072-53-3 C2H404S 124 232.1±7℃ 0O 亚硫酸丙烯酯(PS)Propylene sulfite 用于锂二次电池电解液添加剂，可以提高电解液的低温性能，同时可以防止 PC分子嵌入石墨电极；用于有机合成、药物中间体。 4176-55-0 C3H603S 122 187.5*℃ S 5 碳酸亚乙烯酷(VC)Vinylene carbonate 是一种锂离子电池新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，具有良好的高低温性能及防气胀功能，可以提高电池的容量和循环寿命。还可作为制备聚碳酸亚乙烯酯的单体。 872-36-6 C3H203 86 162℃ 6 碳酸乙烯亚乙酯(VEC)VinylEthylene Carbonate 锂二次电池中作高反应活性的成膜添加剂。见附注 4427-96-7 C5H603 114.1 237C 7 硫酸丙烯酯Trimethylene Sulfite 用于锂二次电池电解液添加剂，可以提高电解液的低温性能，同时可以防止PC 分子嵌入石墨电极；用于有机合成、药物中间体。 1073-05-8 C3H604S 138 153C 只 8 苯基丙酮01Phenylacetone1-Phenyl-2-acetone 应用于锂离子电池电解液 103-79-7 C9H100 134 216℃ 于 9 1.4丁烷磺酸内酯(1，4BS)1.4-Butane sultone 应用于锂离子电池电解液中 1633-83-6 C4H803S 136 299.9C 一 10 1，3-丙烷磺酸内酯1，3-Propanesultone；1，2-Oxathiolane，2.2-dioxide 重要的医药中间体，也应用于光亮剂，染料，双离子表面活性剂，磺化剂，锂 电池等 1120-71-4 C3H6SO3 122 297.6℃ 一 11 4-甲基硫酸亚乙酷Propane 1，2-Cyclicsuetate.4-Meth-yl-2-oxo-1，3，2-dioxathiolane-2，7-dinxide 锂离子电池电解液添加剂，有机合成中间体，药物中间体等。 5689-83-8 C3H604S 138 371.6*℃ 0O 12 N，N-二甲基甲酰胺 DMFN，N-Dimethylformamide；Formdimethylamide 二甲基甲酰胺(DMF)作为重要的化工原料以及性能优良的溶剂。用作溶剂，具剂，有能很够强溶的解溶聚解氨能酯力、，聚属丙极烯性腈惰、性聚溶氯和铝会使溶剂变色。还可用作底涂剂。 68-12-2 C3H7NO 73 153C 13 甲烷二磺酸亚甲酶1，5，2，4-dioxadith-iane-2，2，4，4-tetraoxidemethylene，methanedisulfonate 添加了MMDS的电池具有很好的高温循环性能。适用于动力电池，特别是锰酸锂做正极材料的动力电池， MMDS能防止高温下熔出的 Mn 吸附在负极表面，抑制了阻抗上升，有效提高了循环周期特性，可以大大增加其循环寿命。 99591-74-9 C2H406S2 188 14 三(三甲基硅烷)亚磷酸酸Tris[trimethylsilyl)Phosphite 锂离子电池电解液添加剂 1795-31-9 [(CH3)3SiO ]3PC9H27PSI3 03 298 236.1℃ 一 15 三(三甲基硅烷)硼酸酯Tris[trimethylsilyl)borate 锂离子电池电解液添加剂 4325-85-3 [(CH3)3SiO]3B 278 186℃ 16 4-甲基亚硫酸乙烯酯propone-1，2-cyceicpropanediol sulfite，4-methye-1，3，2-di-oxathiolane-2-oxide 锂离子电池电解液添加剂 1469-73-4 C3H603S 122 17 N，N'-二甲基三氟乙酰胺N，N'-dimethyl-trifluo-roacetamide 锂离子电池电解液添加剂，有助于改善电池PC 基电解液的性能和锂高子电池的低温性能 1547-87-1 C4H6F3NO 141 132C 十 18 2，2-二苯丙烷2，2-diphenylpropane 锂离子电池电解液添加剂，可以起防护过充作用。 778-22-3 (CH3)2C[C6 H5]2 196.29 282℃ 19 BP(联萃) BP (联苯)和 CHB(环己基苯)在过充时，在电解液氧化前发生电聚合，起到防过充作用 92-52-4 C12H10 154 255C 回回443工正际 20 氟代碳酸乙烯酷(F-EC)Fluoroethylenecarbonate 主要的锂离子电池电解液添加剂，形成 SEI 膜的性能更好，形成紧密结构层但又不增加阻抗，能阻止电解液进一步分解，提高电解液的低温性能和循环寿命。 114435-02-8 C3H3FO3 106 249.5℃ 21 氯代碳酸乙烯酯Chloroethylenecarbonate： Chloroeth-yleneglycol carbonate 合成锂离子电池电解液添加剂的中间 3967-54-2 C3H3CIO3 122 237.3C -一 22 二氯代碳酸乙烯酸1，3-Dioxolane，4，5-dichloro-2-0X0 锂电池化学品 3967-55-3 C3H2CI203 156 28-1.7C 一 23 碳酸亚乙烯酷Vinylene carbonate；1.3-Dioxo-2-one 锂离子电池电解液添加剂 872-36-6 C3H203 86.05 162℃ 锂电 池 电解液 应具有 较高的离 子 导电 性。这就 要 求 有机溶 剂的 介 电常 数 高 、粘 度 小。烷 基碳酸盐如PC ，EC等 极 性 强，介电 常 数 高，但 粘 度大 ，分子间 作 用 力 大 ，锂离 子在 其 中移动 速 度慢 。而线 性 酯 如 D MC (二 甲基 碳酸 盐 )、DEC(二乙 基 碳 酸盐)等粘度 低，但 介电 常 数也低。因此，为获 得 具 有 高离 子 导 电 性 的 溶 液 ，一 般都采用 PC +DEC ，EC+DM C 等混 合溶 剂 。国内常用电 解 液 体系有EC+D M C 、EC+DEC、EC+DMC+EMC、E C +DMC+DEC 等 。 电 解液 常 用 有 机 溶 液成 分 的质 谱 检 测 信 息 如 下 表 序号 化合物 CAS号 分子式 分子量 沸点 质谱信息 1 碳酸甲乙酯 EMC 623-53-0 C4H803 104 107C 2 丙酸乙酯EP 105-37-3 C5H1002 102 99C 3 碳酸亚乙酷VC 96-49-1 C3H403 88 244C 4 碳酸二乙酷DEC 105-58-8 C5H1003 118 127C 1 5 丙酸丙酯PP 106-36-5 C6H1202 115 123℃ 6 氟代碳酸乙烯酯 FEC 114435-02-8 C3H3 FO3 106 249.5℃ 日 7 碳酸乙烯酯EC 96-49-1 C3H403 88 244C 8 碳酸丙烯酯 PC 108-32-7 C4H603 102 240C 1，3-丙磺酸内酯 PS 1120-71-4 C3H603S 122 297C 由表可知 ，锂 电池电解 液 有 机溶 剂 沸点都在90-300℃之间 ，可采用 S CIO N-GCMS 测试 锂离 子 电 池电解 液 成 分，选 择 SCION 8700SQ搭配SCIO N -5ms色谱柱即可。可将电解液样品采用乙 酸 乙酯 直接稀释到 合 适 的 倍数，用气相色谱-质谱进 行定性、定量，分析电解液中酯类物质。 锂电池产气成分检测 软包 装 锂 电 池 在 实际使用过 程 中 ，会 发 生产气 从 而 导 致 电 池 膨 胀 ，使设备无法使用 。电池产生气体 的 主要成分是 二 氧化 碳 、乙 烯、甲 烷，另 外还 有 氢气、一 氧 化 碳、乙 烷 、氮气 等 。1999年 ，K . Kumai 等 研 究 者 以 18650型 号 的 圆 柱型 电 池为 研究对象，对 电池 在 正 常 使用电位范围(4.2~2.5V)、过放 电 电 位 (4.2V )时的产气情况进行 了 研究 。结 果 表 明 ，对 正 极 材 料 为 L iC o O ，，电 解 液 组 成 为 1M L iP F 6 的 PC/D EC/DM C /E M C 体 系 ，在 不 同 电 位下产生的气 体各 有不同 ，其 中 过 充电 产气 主要以 C O，为主，正 常 电位 范 围内产生的气体主要以几 种 酯 类 的 还原分 解 生成的 烷烃 类为主，而过放电同样 与正常 电位 范围内 的产气 原 理相类 似 ，主要 生成 烷 烃 类 气 体、CO 和 C O，。因 此产气 种类和 含 量对锂 电 池 性能研 究 有 重 要 意 义 。本 文 给 出 一种 GC M S 测 试 锂 电池产气成分检 测 的 方 法 。 可采 用 SCION -Q-b ond色 谱柱测 试 锂 电池 产气情况 。S CION -Q-b on d 色 谱 柱 填 料 为 100%二乙 烯 基苯，对 C1-C3异 构体 具 有 卓 越的分 离 能 力 ，最 高可 以分 离 C 12烷烃；该色谱柱具有强保留性 ，可 用于 C O ，和 甲烷 与 O，/N，/CO的分 离(需 配 置 柱温 箱冷却 部 件 ，方可 实 现O ，/N，/C O 分 离)。下图为 SCION-Q-b ond 色 谱柱分 离甲醇、乙醇 、丙 酮、二乙 醚 、正丙烷 、乙酸乙 酯 、正 己 烷 的色谱图 >>用途： ·锂 电 池 原 材料 的鉴定 金属氧化物 碳材 料 粘 合 剂(聚合物材料) 电解 质 ·可 视化 正负极材料 各组 分 的 分布 ·正负 极 材料 劣化分 析 ·粘结 剂的 分 布 拉 曼光 谱 确定 锂 电池 中 的 不 同组分：石墨烯、P V D F 、Li C o O ，、L i ，T i o， >推荐设备：英国爱丁堡显 微 共 聚 焦 拉 曼 光 谱 仪RM5 >>优 点和主要特性： ·一体 式科 研 级 显微拉曼光 谱仪 ·最多集成3个拉 曼激 光器 ·最多集成2个 探测 器 ·5位光栅塔 轮 ·4位滤光片塔轮 ·真共焦技术 ·成像软件 ·结 合电化学各组件 ，可 原 位 检测 锂电 池 在充放 电 过 拉 曼 成像用于分 析 锂电 池 中 不 同组分：脱锂的L iC o O ，(绿 色)、M n，0，尖 晶 程 中 材 料 结构的 变化 石 (玫 红 色 )、L i C o O ，(蓝色) 原位拉曼光谱 表 征在 充 放 电过 程中锂 电池 的结构 变 化 ：可 以 证 明 电 解液 中 多硫 化物 的存 在，用 于辅助改善 隔 膜 或者电极 性能 锂电池正极材料原料分析 紫外-可见分光光度计 用途：锂电池正极材料原料(碳 酸 锂、单 水 氢 氧 化 锂 、氯化 锂)中 的硫 酸 根、铁、硅 、氯 、铝 、砷的 分析测 试。(《GB/T 11064.9-2013》国 标推荐) >>推荐设备：紫 外-可见分光光 度计 UV2600 >>优点和主要特性 ： ·经典双 光 束光路 设 计 ·五 档 带宽自 动 切 换 (0.2/0.5/1/2/5nm) ·实时暗 电 流自 动 校正 ·波长驱动细分 ，超 快的扫描速度 ·压铸铝合金底板，光学系 统 稳定可 靠，超低的杂散 光 ·积 分 球、长程池架 、自动六 联 池等多种附 件 满 足 测 试 需求 锂电池电解液原料分析 紫外-可见分光光度计 >>用途：锂 电池电 解液主 要 成 分(六氟 磷 酸 锂)中 氟化 锂的化 学 分 析(三 氧化 二铁含 量 的 测 定)(《GB/T 22660.7-2008》国 标 推荐)。 >推荐设备：紫外 -可见分光光 度计 U V 1200 >》优点 和主 要 特 性 ： ·经 典 的 比 例 双 光束 光 路 系 统，固 定 带 宽 ·直 观 的触屏 操 作 ，简 单易用 ·一 体式 压铸 铝合 金 底板，保证 光学 系统 的 稳 定 ·全模具 化 一 体 成型外型，更 加坚固 耐 用 ·激 光 刻 画凹 面 光 栅 (高 分 辨率 、高灵敏度、低 杂 散光 ) ·多种附件可选，满足多种测试需求 锂电池热失控产气体测试 >>用途 ：测 试 锂 电 池热 失控会 后 产 生 的产气 规律和 气 体组成 ，在 锂 离 子电池组热失控预 警 防 护产 品 设 计和 生产中 采 取 相应 的 防 护措 施 。 >推荐设备：英国 爱 丁堡 气 体 传感 器G a s ca r d NG 系 列 ·传 感 器 原 理 类 型 ：N D I R非 分散 性 红外气体 传 感 器 ·检测气体类型：C O 2、C O 及 烷烃类 ·探测浓 度 范围 ：500pp m-100%(不同气体多 浓度范 围可选) ·通 讯 方式：R S232；模拟 信号(4-20mA ，0-20mA) >>优点和主要特性： ·精准 ：准确度±2%F SD ·快 速 ：响 应时间T 90=10s(可程 序 编程 ) ·稳 定：零 点稳定 性 ±2%(超过12个月 以 上) ·可靠：免维护 锂电池负极材料灰分及挥发分的测试 >>用途 ：测 试 锂电池负 极 材料 ，如 中 间 相、石墨、以 及沥 青包 覆 天然石墨材料、沥青 等物 质的灰分 、挥发分含 量，确定原料品质 特 性。 >》推荐设备：瑞士Prec is a 全 自 动 水 分 灰分仪 prepASH 340系列 》优点和主要特性： ·操作简便，轻松上手 测试替代传统烘箱 马弗 炉法，仅三步操 作即 轻 松 获取灰分或挥 发 分数据 ·容量大，测试效率 可 同 时 测试多 至 29位样 品 的灰分挥发分，自 动 出 具 报 告 和测试数据 ·精准度高，结果可靠 分 析精度：≤0.02%RS D ，数据 可追溯 ·连 接三通气流单元，选择通入空气、N2、02 Precisa npany prepASH Q Ser i es 340 锂电池电极材料、隔膜材料及电解质的表征 傅里叶变换红外光谱仪 用途：锂电池电极材 料、隔膜 材料的 表 征 ；锂 电池聚 合物 电 解 质 的 表征(研究电极上形成 的S E I膜 的 组 成 和性 能、负 极材 料 的 晶相 结 构以及 隔 膜材 料在充 放 电 过程中 化 学键 的变 化 ；探 索聚 合 物电 解 质 中离 子传 递 过 程 以及 聚 合物的 微 结构 )。 >推荐设备：傅 里叶变 换 红 外光谱仪 IR 5 >>优点 和 主要特性 ： ·性 能 卓越 --高 灵敏度 和 光 谱 分辨率 ·配置 灵 活 --选择 配置 第 二 检 测器，获 得 更 高 的 灵 敏度 ·用户友好--操 作 简 单，配备多种用 户 模式 ·无忧维护--拥有 湿 度 控制技术 ，无需人 工 维 护 ·M i r ac l e 软 件 --强大、易用 的专用 红 外 测 试 和 数据分 析 软件 样品的日常操作中其它辅助设备 手套箱设备 >>用途：锂 电 池 材料可在手 套 箱 内 对敏 感样 品进行 操作 >》推荐设备 ：美 国 的COY 手 套 箱 >>优 点和主要 特 性： ·主机 型 号 多，可 选常规手 套 箱，也有厌氧 箱 、控氧 箱、及定制实 验 工作 箱 可提供 ·箱体 全 透明，易于观察，且 具有 多种材 质 可供 选择 可实时 监测 并显示氢、氧浓度 ·且 具 有多种选配件 加 装 功能(如显 微 镜 观 察 窗 )，满 足不同应用的需求 ·COY公 司 成立于 1969，其手 套 箱连续多年 稳 占 美 国 市场54%以上，是全 球 最具盛名的生产商之 一，可 为 您 提供 最 适的手套箱 设 备 傅 里 叶变 换红外光 谱仪I R 5 C Z LABORATORY O PRODUCTS INC C O Y 手套 箱 >>用途：锂电池 中微量 元 素或 其 它所 需 成 分 的快速 分 离 >>推荐设备：英国Dyn a mic a 台式 高速 冷 冻离 心 机 V18R P r o >>优点和主要特性 ： ·具有独特的转头自 锁、非接触式不平衡检测 等 多种 领先技 术，使操 作 变 得简单，方 便 ，安全。几 秒钟内 即可轻 松 取 放 转头及 样 品 ，无 需 工具锁定即 可离 心。 ·转速 高 (可 达18000r p m)，容 量 大 (4x300m l)，有 多 种转 头 可选 ，适 用 于 0.2-300ml的不 同 样品 的 任 意 离心 ·先 进的 温 度 补偿、目视 平 衡 ，更 好的保障 了 敏 感样 品的低温 离心，及样品 的 快 速配平。 ·是台式 离 心 机的 安 心 之 选 生物安全柜 >>用途 ：锂电 池 材 料 在 安 全 柜 内 操 作，保护 了 人员 ，样 品，环 境的生 物 安全 ，避 免 一旦 含有有毒有害 物 质 或 元 素 对人和环境 的损 害 。 >推荐设备：美国Nuaire NU-543-400/500/600系 列 安 全 柜 》优点和主要特性： ·具 有 内 外双 层304不 锈钢 材 质 ，主 机 性 能 更 稳 定，更 符合 生物 安 全 级别 要 求 高 的 操 作 中 ·具 有 专利设计的HEPEXT M 零 泄 漏 气 流 系 统，保障更 好的 安 全性 ·采 用大功 率 DC ECM风机，使 过 滤 器和 主机 使 用 寿 命更长，噪 音更低，操作 更 舒 适 ·Nuai r e始建 于1972年，被公认为实验室 基 础 设备的 领 导者，是 安 全 柜 的 品 质 之选 低温存储设备 >》用途：锂电池 材 料 在 低温下 的 有 效 存 储 及保护 >》推荐设备：法 国 Froil a bo超 低温冰 箱 >>优点和主要特性 ： ·采用 真 空 隔 热保温 层 (V I P)，超薄占地小 却容量 大 ·低 温环 境 范围 宽，最 低 可提 供-80到 -85℃的 低温环 境 ·有不 同 的容 量 可 选 ，从 340L，515L，690L ，到1000L，满 足 不同的需要 ·耗电 量 更低，断电 亦 可持续 保 温 ，比 普 通机 型 延长 高达 22%的时间 ·Fro i labo在温 控领 域具 有百年 的 历 史和 经 验 ，将 为 您 提 供更好的 质 量 和服务 烘干设备 >>月 用途：锂 电池 材 料样品 中 水分的 烘 干 >》推荐设备：法 国F roilabo烘箱 >>优 点和主要 特 性： ·有 多 种 型 号 可选 ，可 选 A P /A E系 列的中等容 量 (60L/120L/240L )烘 箱，或AP系列的大 容量烘 箱 (可 达 414L或 735L) ·具有不锈钢内胆，方便 消 毒 、清洁 灭菌消毒设备 >>月 用途：锂电 池 材 料制造 过 程中所 有 器 具 的消毒灭 菌 》》推荐 设备 ：日本 的 To m y灭 菌 器 >>优点和主要特性： ·具有 脚 踏开关上 掀 盖 ·灭 菌后 可快速 降 温 ·具有定时预约功 能，及安 全 锁 四合 一系 ·TOMY是日本一家具有悠久历史的公司，成立于 1958年，是 知 名的灭菌锅品 牌 圆 690L B M 690 SM.im sm.m si.i m APAE 烘箱 60L，120L ，240L TOMY