福立仪器-基于GC GC-MS对电解液中的溶剂和添加剂进行分析-气质

锂离子电池凭高电压、大容量、长寿命等优势，已经渗透到我们生活的方方面面。已被广泛应用于消费电子产品、新能源汽车、航空航天及军事装备等多个领域，成为当今化学电源市场的*。在锂离子电池的体系中，电解液起着重要的角色，电解液的性能直接影响到电池的整体性能，电解液的开发和优化对于实现更高效、更安全、更经济的锂离子电池至关重要。 

传统的电解液通常由有机溶剂、锂盐和电解液添加剂组成。按质量划分，通常有机溶剂质量占比80%~90%，是电解液组成的关键成分，锂盐占比10%~15%，添加剂占比在5%左右。电解液中溶剂和添加剂的组成、比例和纯度对锂离子电池的容量、生命周期、稳定性和安全性发挥着至关重要的作用。 

常用的溶剂包括碳酸酯类、羧酸酯类和醚类，碳酸酯类产品由于性能和成本等综合优势明显，是目前使用范围广泛的电解液溶剂。常用的碳酸酯五大溶剂包括碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）和碳酸甲乙酯（EMC），其中碳酸二甲酯用量最大，是使用最为广泛的电解液溶剂之一。 

然而，仅靠有机溶剂的作用对锂电池电解液的发展有一定的限制，因此，在电解液中会选择性的加入一些添加剂，可以定向改变电解液的性能。电解液添加剂能够定向改善锂电池电导率、阻燃性能、过充保护、倍率性能等多个方面性能。目前常用的电解液添加剂主要有碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、丙烷磺酸内酯（PS）等。 

针对电解液中的碳酸酯类溶剂和添加剂，福立仪器分别建立了气相色谱仪GC和气相色谱质谱联用仪GC-MS分析方法，用来准确定量定性分析电解液中的碳酸酯类溶剂和添加剂。为锂离子电池电解液中常用的碳酸酯和添加剂开发一种易于操作且低成本的分析解决方案。

福立 S900GC - MSD 气相色谱质谱联用仪是一款凝聚了前沿科技与创新设计分析仪器，它将气相色谱的高效分离能力与质谱的精准定性、高灵敏度检测能力融合，为锂离子电池电解液中溶剂和添加剂的分析提供了*的技术支持。具备气体流量和压力控制能力。无论是在复杂的多组分分析还是在长时间的连续检测过程中，都能够确保载气流量的稳定，为色谱分离提供了可靠的保障。搭载的快速、精准的温控系统能够实现对色谱柱温度的快速升降温和精确控制。

在分析电解液中的溶剂和添加剂时，通过灵活设置柱温程序，可以根据不同组分的沸点和极性差异，实现高效的分离。快速的升温速率能够缩短分析时间，提高工作效率；而精准的温度控制则能够保证色谱峰的对称性和分离度，使得不同的溶剂和添加剂能够清晰地分离出来，为后续的质谱定性和定量分析提供良好的前提条件 。

使用 S900 GC-MS 对电解液中的 14 种碳酸酯类溶剂和添加剂进行分析，14 种化合物在 18 min内被检测出，且基本能达到基线分离。在配制的线性范围10mg/L-500 mg/L内，14种物质的线性较好，线性相关系数(R2)在0.998 以上。所有物质在改仪器上的检出限都小于1.0mg/L，说明该方法具有较高的灵敏度，可用于电解液中溶剂和添加剂的分析。