CN108802214A - 一种电解液色谱分析测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解液色谱分析测试方法，包括以下步骤：S1、检测待测电解液样品中的氢氟酸的含量；S2、向所述待测电解液样品中添加碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液得到待测混合液，根据所述步骤S1中检测到的氢氟酸的含量结果计算碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的添加量，使得所述待测混合液的pH为7；S3、对所述待测混合液进行色谱分析。与现有技术相比，该测试分析方法结果准确可靠，检测过程对仪器无腐蚀性损害，延长了仪器的使用寿命。

Description

一种电解液色谱分析测试方法
技术领域
本发明涉及电解液检测分析领域，具体涉及一种电解液色谱分析测试方法。
背景技术
锂电池电解液是锂离子电池的关键材料，对电池的性能如循环寿命、高低温性能、大电流充放电性能等有着非常直接的影响。而电解液的性能又取决于其组成成分及其配比，电解液产品成分的实际配比是否准确是产品质量的重要体现，电解液成分分析的准确性对电解液的质量管控十分重要。锂电池电解液包含三类主要成分：锂盐、溶剂和添加剂，其中，锂盐通常为LiPF6、LiBF4、LiODFB、LiCF3SO3或LiN(CF3SO2)2等。对锂电池电解液的检测方法主要为气相色谱法，通常采用直接进样检测，然而，由于作为锂盐的六氟磷酸锂等成分易水解产生氟化氢气体，测试过程中不仅会因电解液样品中含有的微量氢氟腐蚀气相色谱仪中石英毛细管柱中的固定相涂层，严重影响仪器使用寿命，而且还会因柱流失而形成杂峰，从而造成了对样品的组分及杂质不能作出精准判定，无法给出准确结果。基于此，现有技术中，锂盐检测过程中所使用的试剂通常需要经过无水处理，这不仅大大提高了分析的成本，而且还大大增加了测试的难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种检测结果准确可靠的电解液色谱分析测试方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电解液色谱分析测试方法，包括以下步骤：
S1、检测待测电解液样品中的氢氟酸的含量；
S2、向所述待测电解液样品中添加碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液得到待测混合液，根据所述步骤S1中检测到的氢氟酸的含量结果计算碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的添加量，使得所述待测混合液的pH为7；
S3、对所述待测混合液进行色谱分析。
进一步地，所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.00995～0.0105mol/L。
优选地，所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.01mol/L。
进一步地，所述步骤S2中添加的碳酸氢钠溶液浓度为0.0195～0.0205mol/L，优选为0.02mol/L。
进一步地，所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液待测电解液样品的体积比为1:50～5000。
进一步地，所述步骤S1中氢氟酸含量的检测采用电位滴定法或NaOH滴定法。
进一步地，所述步骤S3为：将所述步骤S2处理后的待测混合液直接进样进行气相色谱分析。
进一步地，所述步骤S3中气相色谱分析的分析条件为：载气流量：2ml/min；进样口温度：260℃；检测室温度：300℃；柱温：初温60℃，以10℃/min升温至80℃后；再以20℃/min升温至220℃，恒温10min。
进一步地，所述步骤S3中的色谱柱为0.53mm*30m非极性石英毛细管柱。
本发明的有益效果在于：采用本发明方法对待测电解液进行前处理，通过碳酸钠溶液将电解液中的HF中和，使得检测结果更准确；经碳酸钠中和HF后的电解液在检测过程中，基线平稳，无任何鬼峰和因柱流失形成的杂质峰；经本发明方法前处理后的样品测试结果更便于判定，通过碳酸钠将样品中的氟化氢中和后，避免了氢氟酸对仪器造成腐蚀而影响设备的正常使用。
附图说明
图1为本发明实施例1中实验组的气相色谱分析图；
图2为本发明实施例1中对照组的气相色谱分析图。
附图标记说明：1、杂质峰I；2、杂质峰II。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
一种电解液色谱分析测试方法，包括以下步骤：
S1、检测待测电解液样品中的氢氟酸的含量；
S2、向所述待测电解液样品中添加碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液得到待测混合液，根据所述步骤S1中检测到的氢氟酸的含量结果计算碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的添加量，使得所述待测混合液的pH为7；
S3、对所述待测混合液进行色谱分析。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用本发明方法对待测电解液进行前处理，通过碳酸钠溶液将电解液中的HF中和，使得检测结果更准确；经碳酸钠中和HF后的电解液在检测过程中，基线平稳，无任何鬼峰和因柱流失形成的杂质峰；经本发明方法前处理后的样品测试结果更便于判定，通过碳酸钠将样品中的氟化氢中和后，避免了氢氟酸对仪器造成腐蚀而影响设备的正常使用。
进一步地，所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.00995～0.0105mol/L。
优选地，所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.01mol/L。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用低浓度碳酸钠溶液使得待测混合溶液的pH更好控制，同时，使碳酸钠溶液的添加量控制在合理范围内，避免引入过多的水分。
进一步地，所述步骤S2中添加的碳酸氢钠溶液浓度为0.0195～0.0205mol/L，优选为0.02mol/L。
进一步地，所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液待测电解液样品的体积比为1:50～5000。
从上述描述可知，本发明的有益效果为：控制碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的体积为微升级，避免向反应体系中引入过多的水分。
进一步地，所述步骤S1中氢氟酸含量的检测采用电位滴定法或NaOH滴定法。
进一步地，所述步骤S3为：将所述步骤S2处理后的待测混合液直接进样进行气相色谱分析。
进一步地，所述步骤S3中气相色谱分析的分析条件为：载气流量：2ml/min；进样口温度：260℃；检测室温度：300℃；柱温：初温60℃，以10℃/min升温至80℃后；再以20℃/min升温至220℃，恒温10min。
进一步地，所述步骤S3中的色谱柱为0.53mm*30m非极性石英毛细管柱。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用本发明方法可直接将处理后的待测混合液进行直接进样分析，无须经过其他处理操作，简化了操作步骤，节约了测试成本。
本发明的实施例一为：一种电解液色谱分析测试方式，包括以下步骤：S1、检测待测电解液样品中的氢氟酸的含量；S2、向所述待测电解液样品中添加碳酸钠溶液得到待测混合液，根据所述步骤S1中检测到的氢氟酸的含量结果计算碳酸钠溶液的添加量，使得所述待测混合液的pH为7；S3、对待测混合液进行色谱分析。
其中，实验组的具体参数如下：所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.01mol/L；所述步骤S3中气相色谱分析的分析条件为：载气流量：2ml/min；进样口温度：260℃；检测室温度：300℃；柱温：初温60℃，以10℃/min升温至80℃后；再以20℃/min升温至220℃，恒温10min；所述步骤S3中的色谱柱为0.53mm*30m非极性石英毛细管柱。
对照组的具体参数如下：所述步骤S2中添加与实验组体积相等的水溶液；其他实验条件及试剂(包括待测样品也为同一份)均与实验组完全一致。
实验组和对照组的气相色谱图分别如图1和2所示，对比图1和2可知，采用本发明方法进行电解液样品成分分析时，仪器运行正常，基线平稳，无任何鬼峰或因柱流失形成的杂质峰，而图2中则明显存在因氢氟酸腐蚀色谱柱，造成的柱流失，形成杂质峰I 1和杂质峰II 2等多个杂质峰，难以对样品的组分及杂质作出精准判定，无法给出准确结果。
本发明的实施例二为：S1、检测待测电解液样品中的氢氟酸的含量；S2、向所述待测电解液样品中添加碳酸氢钠溶液得到待测混合液，根据所述步骤S1中检测到的氢氟酸的含量结果计算碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的添加量，使得所述待测混合液的pH为7；S3、对所述待测混合液进行色谱分析。
其中，实验组的具体参数如下：所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.02mol/L；所述步骤S3中气相色谱分析的分析条件为：载气流量：2ml/min；进样口温度：260℃；检测室温度：300℃；柱温：初温60℃，以10℃/min升温至80℃后；再以20℃/min升温至220℃，恒温10min；所述步骤S3中的色谱柱为0.53mm*30m非极性石英毛细管柱。所述步骤S1中氢氟酸含量的检测操作采用电位滴定法。
综上所述，本发明提供的一种电解液色谱分析测试方法，该测试分析方法结果准确可靠，检测过程对仪器无腐蚀性损害，延长了仪器的使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电解液色谱分析测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、检测待测电解液样品中的氢氟酸的含量；
S2、向所述待测电解液样品中添加碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液得到待测混合液，根据所述步骤S1中检测到的氢氟酸的含量结果计算碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的添加量，使得所述待测混合液的pH为7；
S3、对所述待测混合液进行色谱分析。
2.根据权利要求1所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.00995～0.0105mol/L。
3.根据权利要求2所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液浓度为0.01mol/L。
4.根据权利要求1所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S2中添加的碳酸氢钠溶液浓度为0.0195～0.0205mol/L。
5.根据权利要求4所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：为0.02mol/L。
6.根据权利要求1所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S2中添加的碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液待测电解液样品的体积比为1:50～5000。
7.根据权利要求1所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S1中氢氟酸含量的检测采用电位滴定法或NaOH滴定法。
8.根据权利要求1所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：将所述步骤S2处理后的待测混合液直接进样进行气相色谱分析。
9.根据权利要求8所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S3中气相色谱分析的分析条件为：载气流量：2ml/min；进样口温度：260℃；检测室温度：300℃；柱温：初温60℃，以10℃/min升温至80℃后；再以20℃/min升温至220℃，恒温10min。
10.根据权利要求9所述的电解液色谱分析测试方法，其特征在于：所述步骤S3中使用的色谱柱为0.53mm*30m非极性石英毛细管柱。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111024866A (zh) * 2020-01-21 2020-04-17 大同新成新材料股份有限公司 一种锂电池电解液色谱测试方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1888889A (zh) * 2006-07-21 2007-01-03 天津力神电池股份有限公司 一种测定锂离子电池电解液中有机组分的方法
US20090120163A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for judging quality of lithium nickel composite oxide and positive electrode using lithium nickel composite oxide
WO2013121220A1 (en) * 2012-02-16 2013-08-22 The Queen's University Of Belfast Ionic liquid separations
CN104792901A (zh) * 2015-05-06 2015-07-22 哈尔滨工业大学 一种锂离子电池电解液溶剂的定量测量方法
CN105806981A (zh) * 2016-05-04 2016-07-27 广州天赐高新材料股份有限公司 锂离子电池电解液中锂盐含量的检测方法
FR3033088A3 (fr) * 2015-02-24 2016-08-26 Commissariat Energie Atomique Electrolyte a base d'un solvant ester d'alkyle specifique et son procede de preparation
CN106124675A (zh) * 2016-06-13 2016-11-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂电池电解液色谱测试前处理的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1888889A (zh) * 2006-07-21 2007-01-03 天津力神电池股份有限公司 一种测定锂离子电池电解液中有机组分的方法
US20090120163A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for judging quality of lithium nickel composite oxide and positive electrode using lithium nickel composite oxide
WO2013121220A1 (en) * 2012-02-16 2013-08-22 The Queen's University Of Belfast Ionic liquid separations
FR3033088A3 (fr) * 2015-02-24 2016-08-26 Commissariat Energie Atomique Electrolyte a base d'un solvant ester d'alkyle specifique et son procede de preparation
CN104792901A (zh) * 2015-05-06 2015-07-22 哈尔滨工业大学 一种锂离子电池电解液溶剂的定量测量方法
CN105806981A (zh) * 2016-05-04 2016-07-27 广州天赐高新材料股份有限公司 锂离子电池电解液中锂盐含量的检测方法
CN106124675A (zh) * 2016-06-13 2016-11-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂电池电解液色谱测试前处理的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PENG, HAI-JUNG: "Unravelling the Cell Ageing Phenomena in Aprotic Lithium-Nickel-Cobalt-Manganese-Oxide Batteries", 《HTTPS://DOI.ORG/10.3929/ETHZ-A-010793448》 *
TIM DAGGER等: "Investigating the lithium ion battery electrolyte additive tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphite by gas chromatography with a flame ionization detector (GC-FID)", 《THE ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY》 *
段秀珍: "气相色谱法测定有机电解液中DX、DME、DMI含量研究", 《广州化工》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111024866A (zh) * 2020-01-21 2020-04-17 大同新成新材料股份有限公司 一种锂电池电解液色谱测试方法

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