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锂电池分析-安捷伦990 微型气相色谱

点击次数:2942  更新时间:2021-05-25

20 世(shi)纪(ji) 80 年(nian)代,锂离子(zi)(zi)电池诞生于世(shi)。虽然(ran)这还是一项相对 “年(nian)轻” 的(de)发明,但在这短短的(de)三(san)十年(nian)中,它已(yi)经(jing)(jing)被运用于生活中的(de)方(fang)方(fang)面面。小到手机、电脑等(deng)数码产品,大到电动汽(qi)车(che)、轮(lun)船,锂离子(zi)(zi)电池已(yi)经(jing)(jing)在我们生活当中扮演(yan)着越来越重要的(de)角色。
锂电池产业链的检测需求

日益提升

 

锂离(li)子电(dian)池(chi)在循环使(shi)用或储存中,可能(neng)由(you)电(dian)解(jie)(jie)液组分(fen)发生(sheng)成膜及氧(yang)化反(fan)应、电(dian)池(chi)过充过放、内部微短路等原因导致 SEI 膜分(fen)解(jie)(jie)破坏,从(cong)而产生(sheng)气体;也可能(neng)由(you)电(dian)解(jie)(jie)液中的高含(han)量水分(fen)发生(sheng)电(dian)解(jie)(jie)反(fan)应等原因导致电(dian)池(chi)产气鼓胀,从(cong)而带来(lai)极大的安全隐患。

常见(jian)产气成分有 H2、CO、CO2 等永JIU性气体以(yi)及 CH4、C2H4、C2H6 等烷烃类气体。针对上述气体成分,Agilent 990 微型气(qi)相(xiang)色(se)谱仪拥有专业的解(jie)决方案:

  • 灵动快速,少量样(yang)品、全面分析
  • μTCD 专LI技术,实现 ppm 到 % 级别(bie)含量,跨数(shu)量级线(xian)性响应
  • 典型组(zu)分,纤毫毕现

990 微型气相色谱:灵动快速

标配(pei)微机械进样器和(he)高灵敏度 μTCD 检测器(qi),适合电池鼓胀气体低(di)含量成分的分析

 

  • 模块化形式,随(sui)时可用

最多可选择(ze) 4 个独立(li)分析通(tong)道,每个通(tong)道均可作(zuo)为独立(li)的小型气相色(se)谱(pu)仪,配有整套气路、进样器(qi)(qi)、色(se)谱(pu)柱和检测器(qi)(qi)。通(tong)道模块配置便(bian)捷(jie),即插即用。

仅需 10-20mL 样(yang)品,用时不到 100 秒,大大提高了锂电池研发和测试的(de)分(fen)析效率(lv)。

 

  • 随时随身携带,便携度 Max

990 微型气(qi)(qi)相(xiang)(xiang)色谱仪台面(mian)占用空间仅为大多数(shu)传统气(qi)(qi)相(xiang)(xiang)色谱的一半,而功(gong)耗(hao)低于大多数(shu)传统气(qi)(qi)相(xiang)(xiang)色谱的 10%,更(geng)耐用、更(geng)小巧、消耗(hao)更(geng)低。可满足实验室(shi)内、在线(xian)和(he)现场气(qi)(qi)体分(fen)析,也可在不同(tong)测试点之(zhi)间轻(qing)松移动(dong)。可选的现场机箱中(zhong)配备(bei)载气(qi)(qi)瓶和(he)充(chong)电(dian)电(dian)池,进一步提(ti)高了系统灵活(huo)性。

使用 990 微型气相色谱仪

分析锂离子电池中的膨胀气体

 

膨胀(zhang)气体(ti)的(de)主要成分是一些永JIU性气体(ti)和轻质(zhi)烃。但某(mou)些小型LIBs在使用过(guo)程(cheng)中(zhong)只会产生几(ji)毫升(sheng)的(de)膨胀(zhang)气体(ti)。这一气体(ti)体(ti)积不(bu)足以有效吹扫(sao)传统气相色谱气体(ti)进样阀中(zhong)的(de)样品加载(zai)流路,因此会影响定(ding)量准确度。

对于这(zhei)一类样品,装配三(san)个通道的 990 微型气相色谱仪不错(cuo)之选。
实验方(fang)法:

使用(yong)(yong) 10 m CP-Molsieve 5Å 反吹通道(dao)(dao)进(jin)行氢(qing)气、甲烷和一(yi)氧化碳分析。使用(yong)(yong) 10 mCP-PoraPLOT U 反吹通道(dao)(dao)进(jin)行 C2 烃类和(he) CO2 分析。使用(yong) 10 m CP-Al2O3/KCl 反吹至检测器通(tong)道进行单(dan)独(du)的 C3–C5 烃类和 C6/C6+ 组合化合物分析。

结(jie)果(guo)讨论:
图(tu) 1、2、3 显(xian)示了三个分析通道得到的校准标样色谱(pu)图(tu)。

A 通道:H2、CO 和 CH4 在CP-Molsieve 5Å 通道分离,氩气(qi)为(wei)载气(qi),保(bao)证(zheng)氢气(qi)在ppm到百分含量范围内(nei)有良好(hao)峰(feng)型。

图 1. CP-Molsieve 5Å 分(fen)析通(tong)道得到的校准标样色谱图

B 通道:CP-PoraPlot U 通道分析 CO2、乙烯、乙烷和乙炔

图(tu) 2. CP-PoraPLOT U 分(fen)析通道得到的校准(zhun)标样色谱图(tu)

C 通道:C3–C5 组分在(zai)氧化铝通道上分离。在(zai) CP-Al2O3/KCl 通道上,对比正己(ji)烷重的烃类(lei)物质进行了反(fan)吹,并将其以组合峰的形式洗(xi)脱。

图 3. CP-Al2O3/KCl 分析通道得(de)到(dao)的(de)校准标样色谱图