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单四极杆气相色谱质谱联用仪-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及添加剂的方法研究


一、研究背景与意义

锂电池作为新能源领域的核心储能器件,其性能与安全性直接取决于电解液的组成与纯度。碳酸酯类溶剂(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯等)是锂电池电解液的主要成分,承担着溶解锂盐、传输锂离子的关键作用;而电解液添加剂(如氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯等)则可通过调控电极界面反应,显著提升电池的循环寿命、倍率性能及安全性能。因此,精准测定电解液中碳酸酯溶剂的含量分布及添加剂的种类与纯度,对电解液配方优化、生产过程质量控制及电池失效分析具有重要指导意义。

气相色谱质谱联用技术(GC-MS)凭借其高分离效能、高灵敏度及强定性能力,已成为有机化合物分析的主流技术手段。安益谱7700单四极杆气相色谱质谱联用仪作为一款性能稳定、性价比优异的分析设备,在复杂基质样品分析中展现出良好的应用潜力。

单四极杆气相色谱质谱联用仪-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及添加剂的方法研究(图1)

安益谱7700单四极杆气相色谱质谱联用仪

二、方法建立与优化

2.1 实验材料与仪器

本实验所用仪器为安益谱7700单四极杆气相色谱质谱联用仪,配备电子轰击电离源及自动进样器;试剂。

2.2 样品前处理方法

锂电池电解液样品具有易挥发、腐蚀性强的特点,需采用简单高效的前处理方法,可有效减少样品基质对检测的影响,同时避免了目标组分的损失。

三、方法验证结果

3.1 线性关系与检出限

配制一系列不同浓度的混合标准溶液,在优化后的实验条件下进行测定,以目标组分的峰面积对浓度进行线性回归。各目标组分的检出限为0.01~0.05mg/L,满足电解液中痕量添加剂及常量溶剂的检测需求。

3.2 精密度与准确度

取同一电解液样品,进行6次平行测定,考察方法的精密度;通过加标回收实验验证方法的准确度。结果显示,各目标组分的相对标准偏差(RSD)均小于2.0%,加标回收率在95.0%~105.0%之间,表明该方法具有良好的精密度与准确度,可用于实际样品的定量分析。

四、方法优势与应用价值

本研究建立的基于安益谱7700单四极杆GC-MS的检测方法,具有以下显著优势:一是分离效果好,各目标组分峰形对称、分离度高;二是检测灵敏度高,可实现痕量添加剂的精准定量;三是分析速度快,单次样品分析时间仅20min,适合批量样品检测;四是操作简便,样品前处理过程简单,降低了人为误差。
该方法的建立,不仅为安益谱7700仪器在锂电池电解液分析领域的应用提供了技术支撑,也为电解液生产企业的质量控制、科研机构的配方研发及电池失效原因排查提供了高效、可靠的分析手段,对推动锂电池行业的高质量发展具有积极意义。