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鋰電池分析-安捷倫990 微型氣相色譜

點擊次數：3029 更新時間：2021-05-25

20 世紀 80 年代，鋰離子電池誕生于世。雖然這還是一項相對 “年輕” 的發明，但在這短短的三十年中，它已經被運用于生活中的方方面面。小到手機、電腦等數碼產品，大到電動汽車、輪船，鋰離子電池已經在我們生活當中扮演著越來越重要的角色。

鋰電池產業鏈的檢測需求

日益提升

鋰離子電池在循環使用或儲存中，可能由電解液組分發生成膜及氧化反應、電池過充過放、內部微短路等原因導致 SEI 膜分解破壞，從而產生氣體；也可能由電解液中的高含量水分發生電解反應等原因導致電池產氣鼓脹，從而帶來極大的安全隱患。

常見產氣成分有 H2、CO、CO2 等永JIU性氣體以及 CH4、C2H4、C2H6 等烷烴類氣體。針對上述氣體成分，Agilent 990 微型氣相色譜儀擁有專業的解決方案：

990 微型氣相色譜：靈動快速

標配微機械進樣器和高靈敏度 μTCD 檢測器，適合電池鼓脹氣體低含量成分的分析

最多可選擇 4 個獨立分析通道，每個通道均可作為獨立的小型氣相色譜儀，配有整套氣路、進樣器、色譜柱和檢測器。通道模塊配置便捷，即插即用。

僅需 10-20mL 樣品，用時不到 100 秒，大大提高了鋰電池研發和測試的分析效率。

990 微型氣相色譜儀臺面占用空間僅為大多數傳統氣相色譜的一半，而功耗低于大多數傳統氣相色譜的 10%，更耐用、更小巧、消耗更低。可滿足實驗室內、在線和現場氣體分析，也可在不同測試點之間輕松移動。可選的現場機箱中配備載氣瓶和充電電池，進一步提高了系統靈活性。

使用 990 微型氣相色譜儀

分析鋰離子電池中的膨脹氣體

膨脹氣體的主要成分是一些永JIU性氣體和輕質烴。但某些小型LIBs在使用過程中只會產生幾毫升的膨脹氣體。這一氣體體積不足以有效吹掃傳統氣相色譜氣體進樣閥中的樣品加載流路，因此會影響定量準確度。

對于這一類樣品，裝配三個通道的 990 微型氣相色譜儀不錯之選。

實驗方法：

使用 10 m CP-Molsieve 5Å 反吹通道進行氫氣、甲烷和一氧化碳分析。使用 10 mCP-PoraPLOT U 反吹通道進行 C2 烴類和 CO2 分析。使用 10 m CP-Al2O3/KCl 反吹至檢測器通道進行單獨的 C3–C5 烴類和 C6/C6+ 組合化合物分析。

結果討論：

圖 1、2、3 顯示了三個分析通道得到的校準標樣色譜圖。

A 通道：H2、CO 和 CH4 在CP-Molsieve 5Å 通道分離，氬氣為載氣，保證氫氣在ppm到百分含量范圍內有良好峰型。

圖 1. CP-Molsieve 5Å 分析通道得到的校準標樣色譜圖

B 通道：CP-PoraPlot U 通道分析 CO2、乙烯、乙烷和乙炔

圖 2. CP-PoraPLOT U 分析通道得到的校準標樣色譜圖

C 通道：C3–C5 組分在氧化鋁通道上分離。在 CP-Al2O3/KCl 通道上，對比正己烷重的烴類物質進行了反吹，并將其以組合峰的形式洗脫。

圖 3. CP-Al2O3/KCl 分析通道得到的校準標樣色譜圖