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国产单四极杆质谱仪-安益谱7700单四极杆气相色谱质谱联用仪测定锂电池电解液中碳酸酯溶剂与添加剂的方法



一、方法核心优势

  1. 高灵敏度与宽线性范围
    安益谱7700通过双涡轮分子泵真空系统和ETP电子倍增器,实现检出限优,动态范围覆盖6个数量级。在0.05-100μg/mL浓度范围内,目标物的线性回归方程R²≥0.995,满足锂电池电解液中痕量添加剂的检测需求。

  2. 快速分离与高效分析
    采用DB-5MS毛细管柱,结合优化的柱温程序,可在14分钟内完成高沸点TMP与低沸点DMC的基线分离,解决传统方法中沸点差异导致的峰型拖尾问题。

  3. 抗干扰前处理技术
    针对电解液中锂盐易腐蚀色谱柱的问题,开发二氯甲烷萃取-无水硫酸钠脱水一步法:

    • 取10mL电解液,加5mL去离子水振荡2min,再加入10mL二氯甲烷振荡10min,静置分层后取下层有机相。
    • 有机相经5g无水硫酸钠干燥,过滤后4℃避光保存,有效去除水分和锂盐,避免色谱柱堵塞。

国产单四极杆质谱仪-安益谱7700单四极杆气相色谱质谱联用仪测定锂电池电解液中碳酸酯溶剂与添加剂的方法(图1)

安益谱7700单四极杆气相色谱质谱联用仪

三、方法验证数据

  1. 线性范围与检出限
    • 碳酸乙烯酯(EC)
    • 氟代碳酸乙烯酯(FEC)
    • 各目标物线性范围覆盖0.05-100μg/mL,检出限为0.01-0.03μg/mL。
  2. 精密度与回收率
    • 碳酸二甲酯在5μg/mL加标水平下回收率为98.7%。
    • 碳酸亚乙烯酯在0.5μg/mL加标水平下回收率为92.1%。
    • 同一样品平行测定6次,RSD≤3.2%。
    • 加标回收率
  3. 实际样品分析
    对7个实际锂电池电解液样品进行分析,检出目标化合物峰形尖锐、分离度良好。
    • 样品7的色谱图显示DMC、EMC、FEC、EC等主要成分,且各峰无干扰,保留时间与标准溶液一致。
    • 未知添加剂通过NIST谱库检索实现定性,匹配度>90%。

四、方法应用场景

  1. 电池研发
    通过定量分析电解液中添加剂的浓度变化,优化配方以提升电池循环寿命。

  2. 生产质量控制
    在线监测电解液生产过程中碳酸酯溶剂的比例波动,确保批次一致性。

  3. 失效分析
    对故障电池电解液进行定性分析,识别未知杂质。