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锂电池分析-安捷伦990 微型气相色谱

点击次数:54  发布时间:2021-05-25

20 世纪 80 年代,锂离子电池诞生于世。虽然这还是一项相对 “年轻” 的发明,但在这短短的三十年中,它已经被运用于生活中的方方面面。小到手机、电脑等数码产品,大到电动汽车、轮船,锂离子电池已经在我们生活当中扮演着越来越重要的角色。
锂电池产业链的检测需求

日益提升

 

锂离子电池在循环使用或储存中,可能由电解液组分发生成膜及氧化反应、电池过充过放、内部微短路等原因导致 SEI 膜分解破坏,从而产生气体;也可能由电解液中的高含量水分发生电解反应等原因导致电池产气鼓胀,从而带来极大的安全隐患。

常见产气成分有 H2、CO、CO2 等永JIU性气体以及 CH4、C2H4、C2H6 等烷烃类气体。针对上述气体成分,Agilent 990 微型气相色谱仪拥有专业的解决方案:

  • 灵动快速,少量样品、全面分析
  • μTCD 专LI技术,实现 ppm 到 % 级别含量,跨数量级线性响应
  • 典型组分,纤毫毕现

990 微型气相色谱:灵动快速

标配微机械进样器和高灵敏度 μTCD 检测器,适合电池鼓胀气体低含量成分的分析

 

  • 模块化形式,随时可用

最多可选择 4 个独立分析通道,每个通道均可作为独立的小型气相色谱仪,配有整套气路、进样器、色谱柱和检测器。通道模块配置便捷,即插即用。

仅需 10-20mL 样品,用时不到 100 秒,大大提高了锂电池研发和测试的分析效率。

 

  • 随时随身携带,便携度 Max

990 微型气相色谱仪台面占用空间仅为大多数传统气相色谱的一半,而功耗低于大多数传统气相色谱的 10%,更耐用、更小巧、消耗更低。可满足实验室内、在线和现场气体分析,也可在不同测试点之间轻松移动。可选的现场机箱中配备载气瓶和充电电池,进一步提高了系统灵活性。

使用 990 微型气相色谱仪

分析锂离子电池中的膨胀气体

 

膨胀气体的主要成分是一些永JIU性气体和轻质烃。但某些小型LIBs在使用过程中只会产生几毫升的膨胀气体。这一气体体积不足以有效吹扫传统气相色谱气体进样阀中的样品加载流路,因此会影响定量准确度。

对于这一类样品,装配三个通道的 990 微型气相色谱仪不错之选。
实验方法:

使用 10 m CP-Molsieve 5Å 反吹通道进行氢气、甲烷和一氧化碳分析。使用 10 mCP-PoraPLOT U 反吹通道进行 C2 烃类和 CO2 分析。使用 10 m CP-Al2O3/KCl 反吹至检测器通道进行单独的 C3–C5 烃类和 C6/C6+ 组合化合物分析。

结果讨论:
图 1、2、3 显示了三个分析通道得到的校准标样色谱图。

A 通道:H2、CO 和 CH4 在CP-Molsieve 5Å 通道分离,氩气为载气,保证氢气在ppm到百分含量范围内有良好峰型。

图 1. CP-Molsieve 5Å 分析通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 2. CP-PoraPLOT U 分析通道得到的校准标样色谱图

C 通道:C3–C5 组分在氧化铝通道上分离。在 CP-Al2O3/KCl 通道上,对比正己烷重的烃类物质进行了反吹,并将其以组合峰的形式洗脱。

图 3. CP-Al2O3/KCl 分析通道得到的校准标样色谱图

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