CN112362767A - 锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法 - Google Patents
锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112362767A CN112362767A CN202011105089.XA CN202011105089A CN112362767A CN 112362767 A CN112362767 A CN 112362767A CN 202011105089 A CN202011105089 A CN 202011105089A CN 112362767 A CN112362767 A CN 112362767A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion battery
- lithium ion
- solvent
- battery electrolyte
- supernatant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N30/06—Preparation
- G01N30/14—Preparation by elimination of some components
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N30/06—Preparation
- G01N2030/067—Preparation by reaction, e.g. derivatising the sample
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供了一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法。该分析方法包括:步骤S1,采用溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,得到溶解有有机添加剂的上层清液和包含六氟磷酸锂的沉淀;步骤S2,对上层清液进行HPLC分析,其中,锂离子电池电解液包含六氟磷酸锂,上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,溶剂为非极性溶剂。本申请的上述方法使上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,并避免了氟离子对色谱柱的腐蚀以及对有机添加剂的结构的破坏,因此可取上层清液直接进行有机添加剂的定性、定量分析。且上述方法简单有效、不影响分离后有机添加剂在液相色谱中的出峰效果,从而使测量结果较为准确。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池电解液领域,具体而言,涉及一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法。
背景技术
电解液中的微量添加剂可以有效提高锂离子电池的性能。随着电解液配方的开发应用,锂离子电池中的微量有机添加剂的种类越来越多,目前检测电解液中有机添加剂的主要方法是用气质联用仪对电解液中的添加剂进行定性分析,用气相色谱对电解液中的有机添加剂进行定量分析。但由于有些微量有机添加剂在气谱中的出峰效应低或者沸点高(一般有机添加剂沸点高于300℃时)使得在气相色谱中无法将其检测出来,因而,为了完善电解液中微量有机添加剂的检测方法,引入液相色谱仪用液相色谱对电解液中的有机添加剂进行定性定量分析,以弥补电解液分析中气相色谱无法测定高沸点有机添加剂的不足。
目前,对电解液中的有机添加剂的液相色谱通常使用C18色谱柱,C18色谱柱是一种常用的反相色谱柱、由长链烷基键合成、有较高的碳含量和更好的疏水性,使得C18色谱柱适用于分离非极性有机溶剂。但C18色谱柱不耐氢氟酸(HF)的腐蚀,因此用液相色谱测试电解液样品时,样品中不能含有HF。
锂离子电池电解液中的六氟磷酸锂(LiPF6)易水解,在电解液制备过程中不可避免会夹带氢氟酸到最终成品中,行业标准《HG.50871-2015六氟磷酸锂电解液》中要求成品电解液中氢氟酸的含量小于0.005%,一般通过控制电解液水分含量来控制电解液中氢氟酸的含量,但六氟磷酸锂遇水会持续反应产生氢氟酸。液相色谱的流动相中含有水相,如果把含有LiPF6的电解液打入液相色谱中,其中的LiPF6会和色谱流动相中的水持续反应产出HF,而HF会腐蚀C18色谱柱及其流路管道,从而造成液相色谱不可逆转性的损坏,因此有必要开发一种方法把电解液中的六氟磷酸锂(LiPF6)分离出来。
此外,现有技术中虽然有一些去除锂离子电池电解液中的六氟磷酸锂的方法,但这些方法往往存在氟离子(大于1ppm)的浓度过高的问题以及有机添加剂的结构易于遭受破坏的问题,从而导致无法对锂离子电池电解液中的有机添加剂进行精准定性、定量的分析。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法,以解决现有技术中无法精准定性、定量分析锂离子电池电解液中高沸点的有机添加剂以及色谱柱易被破坏的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法,该分析方法包括:步骤S1,采用溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,得到溶解有有机添加剂的上层清液和包含六氟磷酸锂的沉淀;步骤S2,对上层清液进行HPLC分析,其中,锂离子电池电解液包含六氟磷酸锂,上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,溶剂为非极性溶剂。
进一步地,上述非极性溶剂选自C6~C10的正烷烃溶剂中的任意一种或多种,优选为正癸烷。
进一步地,上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比≥1:1。
进一步地,上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比为1:1~9:1。
进一步地,上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比为4:1~9:1,优选为9:1。
进一步地,上述锂离子电池电解液中六氟磷酸锂的质量含量为5~20%。
进一步地,上述锂离子电池电解液中的有机添加剂的质量含量为0.1~8%。
进一步地,上述反溶剂法分离的过程包括:将溶剂与锂离子电池电解液进行振荡混合后静置,得到包括上层清液和沉淀的静置后体系;优选静置的时间为3~5h。
进一步地,上述有机添加剂选自氟苯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸亚乙酯中的任意一种或多种。
进一步地,采用C18色谱柱进行上述HPLC分析。
应用本发明的技术方案,由于六氟磷酸锂为极性物质,而锂离子电池电解液中的其它成分多为非极性物质,本申请通过采用非极性溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,使得六氟磷酸锂从其中析出成为沉淀,而除六氟磷酸锂之外的成分则继续保留在上层清液中,并使上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,从而极大地降低了六氟磷酸锂会和色谱流动相中的水持续反应产出HF的几率,进而减少了HF的产生量,进一步地,避免了氟离子对色谱柱的腐蚀以及对有机添加剂的结构的破坏。因此可取上层清液直接进行有机添加剂的定性、定量分析。且上述方法简单有效、不影响分离后有机添加剂在液相色谱中的出峰效果,从而使测量结果较为准确。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请制备实施例1得到的样品1、测试实施例1得到的上层清液1、测试对比例1得到的下层液和1ppm氟离子标样的氟离子和六氟磷酸根离子的色谱叠加图;
图2示出了根据本申请测试实施例1得到的上层清液1和测试对比例1得到的下层液中氟苯的液相色谱叠加图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术所分析的,锂离子电池电解液中的六氟磷酸锂遇到液相色谱的水相会水解产生HF:LiPF6+H2O=POF3+2HF+LiF,从而使锂离子电池电解液中的氟离子的浓度升高,进而易腐蚀液相色谱柱而造成色谱柱的损坏以及使锂离子电池电解液中的高沸点有机添加剂的结构遭到破坏,为解决该问题,本发明提供了一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法。
在本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法,该分析方法包括:步骤S1,采用溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,得到溶解有有机添加剂的上层清液和包含六氟磷酸锂的沉淀;步骤S2,对上层清液进行HPLC分析,其中,锂离子电池电解液包含六氟磷酸锂,上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,溶剂为非极性溶剂。
由于六氟磷酸锂为极性物质,而锂离子电池电解液中的其它成分多为非极性物质,本申请通过采用非极性溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,使得六氟磷酸锂从其中析出成为沉淀,而除六氟磷酸锂之外的成分则继续保留在上层清液中,并使上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,从而极大地降低了六氟磷酸锂会和色谱流动相中的水持续反应产出HF的几率,进而减少了HF的产生量,进一步地,避免了氟离子对色谱柱的腐蚀以及对有机添加剂的结构的破坏。因此可取上层清液直接进行有机添加剂的定性、定量分析。且上述方法简单有效、不影响分离后有机添加剂在液相色谱中的出峰效果,从而使测量结果较为准确。
上述反溶剂法即为本领域的使用对目标物质溶解度溶解度低或不溶的溶剂对待处理的对象进行处理,利用溶解性的差异使目标物质以沉淀的方式分离处理,因此基于上述原理,本领域技术人员可以进行溶剂的筛选以进行锂离子电池电解液中六氟磷酸锂的分离。本申请在大量试验的基础上,为进一步提高反溶剂法分离的效率,优选上述非极性溶剂选自C6~C10的正烷烃溶剂中的任意一种或多种,优选为正癸烷。
在本申请的一种实施例中,上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比≥1:1。
经过试验发现,为了将锂离子电池电解液中六氟磷酸锂尽可能的分离除去,从而使得到的上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,进而能够对上层清液中的有机添加剂进行精准的定性、定量分析,优选上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比至少为1:1。
为兼顾锂离子电池电解液中六氟磷酸锂的分离效果与溶剂的用量成本,优选上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比为1:1~9:1。
在控制溶剂用量成本的基础上,为进一步提高六氟磷酸锂的分离效率,优选上述溶剂与锂离子电池电解液的体积比为4:1~9:1,优选为9:1。
通常情况下锂离子电池电解液中六氟磷酸锂的质量含量为5~20%,本申请的上述分析方法对六氟磷酸锂在上述范围内的锂离子电池电解液具有优良的适用性。
通常情况下锂离子电池电解液中的有机添加剂的质量含量为0.1~8%,本申请的上述分析方法对有机添加剂的含量在上述范围内的锂离子电池电解液均可以进行精准的定性、定量分析。
在本申请的一种实施例中,上述反溶剂法分离的过程包括:将上述溶剂与锂离子电池电解液进行振荡混合后静置,得到包括上层清液和沉淀的静置后体系;优选静置的时间为3~5h。
上述振荡有利于锂离子电池电解液中除六氟磷酸锂的成分在溶剂中进行更充分的溶解,静置则有利于六氟磷酸锂沉淀的析出及其与液体的分层,本申请的振荡选自手摇振荡或超声振荡,为了操作方便,优选为手摇振荡,当然,本领域技术人员也可根据实际情况,选择别的能够使溶剂与锂离子电池电解液达到均匀混合效果的操作方式,在此不再赘述。
本申请优选从上层清液中取样后直接进行测试。当然,本领域技术人员也可以将上层清液和沉淀进行固液分离,如通过过滤或减压抽滤的方式将上层清液与沉淀分离开,再从上层清液取样后进行测试。
为进一步提高上述分析方法对有机添加剂的精准定性定量的分析,优选上述有机添加剂选自氟苯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸亚乙酯中的任意一种或多种。
当然本领域技术人员也可以根据实际需要,采用上述测试方法分析锂离子电池电解液中别的有机添加剂的种类与含量,在此不再赘述。
为提高本申请中有机添加剂的分析效果,优选采用C18色谱柱进行上述HPLC分析。
此外,本申请的上述HPLC分析为:采用离子色谱仪测试上层清液溶液中氟离子和六氟磷酸根的含量。采用液相色谱测试上层清液中电解液有机添加剂的含量,计算有机添加剂的回收率和相对误差。为提高对上层清液的HPLC分析效率,优选对上层清液的HPLC具体分析条件为:离子色谱的流动相为乙腈和纯水以4:4~6的体积比例混合,流动相的流动速度为0.7mL/min。液相色谱中A流动相为纯水、甲醇以7~9:1的体积比例混合,B流动相为乙腈,A、B两相以1:1的体积比例混合,流动相的流动速度为1mL/min。当然,本领域技术人员也可以参照现有相关技术中的分析条件进行上述HPLC分析,在此不再赘述。
以下将结合具体实施例和对比例,对本申请的有益效果进行说明。
锂离子电池电解液的制备实施例1至7
制备实施例1
在充满氮气(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)的手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯并按三者的质量比1:1:1混合均匀,得到混合物1。以质量百分比计,混合物1为76%,往混合物1中加入0.5%的碳酸亚乙烯酯有机添加剂和3.5%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入18%的六氟磷酸锂和2%的二氟双草酸硼酸锂并充分混合均匀,记为样品1,样品1中氟离子和六氟磷酸根离子的色谱图如图1所示。
制备实施例2
在充满氮气(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)的手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯并按三者的质量比1:1:1混合均匀,得到混合物2。以质量百分比计,混合物2为80%,往混合物2中加入5%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入15%的六氟磷酸锂并充分混合均匀,记为样品2。
制备实施例3
在充满氮气(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)的手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯并按四者的质量比1:1:1:1混合均匀,得到混合物3。以质量百分比计,混合物3为82.5%,往混合物3中加入2.5%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入12%的六氟磷酸锂和3%的双氟代磺酰亚胺锂并充分混合均匀,记为样品3。
制备实施例4
在充满氮气的(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯并按三者的质量比1:1:1混合均匀,得到混合物4。以质量百分比计,混合物4为85%,往混合物4中加入2%的1,3-丙磺酸内酯有机添加剂和1%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入10%的六氟磷酸锂和3%的双氟代磺酰亚胺锂并充分混合均匀,记为样品4。
制备实施例5
在充满氮气的(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯并按三者的质量比1:1:1混合均匀,得到混合物5。以质量百分比计,混合物5为87.25%,往混合物5中加入2%的1,3-丙磺酸内酯有机添加剂、1%的碳酸亚乙烯酯有机添加剂和0.75%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入8%的六氟磷酸锂和1%的四氟硼酸锂并充分混合均匀,记为样品5。
制备实施例6
在充满氮气(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)的手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯并按三者的质量比1:1:1混合均匀,得到混合物6。以质量百分比计,混合物6为70%,往混合物6中加入4.5%的碳酸亚乙烯酯有机添加剂和3.5%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入20%的六氟磷酸锂和2%的二氟双草酸硼酸锂并充分混合均匀,记为样品6。
制备实施例7
在充满氮气(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)的手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯并按三者的质量比1:1:1混合均匀,得到混合物7。以质量百分比计,混合物7为80%,往混合物7中加入0.1%的氟苯有机添加剂,再缓慢加入17.9%的六氟磷酸锂和2%的二氟双草酸硼酸锂并充分混合均匀,记为样品7。
锂离子电池电解液的测试实施例1至13
测试实施例1
采用移液管取10mL的样品1于100mL的容量瓶中,再在容量瓶中倒入90mL的正癸烷定容后上下振荡摇匀并静置3h,得到静置后体系,将静置后体系过滤,得到上层清液1和六氟磷酸锂沉淀,其中,上层清液1中的氟离子和六氟磷酸根离子的色谱图如图1所示,上层清液1中的氟苯的液相色谱图如图2所示。
测试实施例2
测试实施例2与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取20mL的样品1于100mL的容量瓶中,再在容量瓶中倒入80mL的正癸烷定容后上下振荡摇匀并静置3h,得到静置后体系,将静置后体系过滤,得到上层清液2和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例3
测试实施例3与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取12.5mL的样品1于100mL的容量瓶中,再在容量瓶中倒入87.5mL的正癸烷定容后上下振荡摇匀并静置3h,得到静置后体系,将静置后体系过滤,得到上层清液3和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例4
测试实施例4与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取50mL的样品1于100mL的容量瓶中,再在容量瓶中倒入50mL的正癸烷定容后上下振荡摇匀并静置3h,得到静置后体系,将静置后体系过滤,得到上层清液4和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例5
测试实施例5与实施例1的区别在于,
采用移液管取60mL的样品1于100mL的容量瓶中,再在容量瓶中倒入40mL的正癸烷定容后上下振荡摇匀并静置3h,得到静置后体系,将静置后体系过滤,得到上层清液5和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例6
测试实施例6与测试实施例1的区别在于,
静置5h,得到静置后体系,将静置后体系过滤,得到上层清液6和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例7
测试实施例7与测试实施例1的区别在于,
溶剂为正己烷,最终得到上层清液7和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例8
测试实施例8与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取10mL的样品2于100mL的容量瓶中,最终得到上层清液8和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例9
测试实施例9与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取10mL的样品3于100mL的容量瓶中,最终得到上层清液9和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例10
测试实施例10与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取10mL的样品4于100mL的容量瓶中,最终得到上层清液10和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例11
测试实施例11与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取10mL的样品5于100mL的容量瓶中,最终得到上层清液11和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例12
测试实施例12与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取10mL的样品6于100mL的容量瓶中,最终得到上层清液12和六氟磷酸锂沉淀。
测试实施例13
测试实施例13与测试实施例1的区别在于,
采用移液管取10mL的样品7于100mL的容量瓶中,最终得到上层清液13和六氟磷酸锂沉淀。
测试对比例1
取10mL样品1于100mL的容量瓶中,在容量瓶中加入约80mL的饱和碳酸钠溶液,上下摇匀,打开容量瓶活塞放置20min,观察瓶内再无气泡产生后往瓶中加入10mL二氯甲烷,溶液上下分层混合后电解液在下层,碳酸钠溶液在上层,将溶液振荡摇匀,静置约10分钟上下层分层明显,把上层溶液倒掉,再在容量瓶中倒入碳酸钠溶液摇匀静止后倒掉上层清液,重复上述操作9次,倒掉上层液,得到下层液,采用离子色谱仪对下层液进样测试,并记录氟离子和六氟磷酸根出峰时间和出峰面积,采用液相色谱对下层液进样测试,记录氟苯含量,氟苯的液相色谱图如图2所示,氟离子和六氟磷酸根离子的色谱图如图1所示。
测试对比例2
测试对比例2与测试对比例1的区别在于,直接在电解中倒入10mL二氯甲烷,电解液无沉淀析出。
用移液枪移取100μL氟离子浓度为1000ppm的国标溶液于100mL的容量瓶中,用碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯按质量分数比1:1:1的混合溶液定容至100mL,得到1ppm的氟离子标准溶液。按上述步骤分别配制氟离子含量为0.2ppm、0.5ppm、0.7ppm的系列标准溶液。通过离子色谱(瑞士万通离子色谱-883,色谱柱型号:SUPP-7250,流动速度0.7mL/min,泵压14MPa,流动相为0.3816g碳酸氢钠加400mL乙腈再加超纯水定容至1000mL的混合溶液,再生液为5mL浓硫酸加超纯水定容至1000mL的混合溶液)对氟离子的系列标准溶液中氟离子含量的特征峰进行检测,并进行线性拟合,得到的氟离子标准溶液线性拟合结果见下表1。
表1
从表1可看出氟离子标准溶液以氟离子特征峰的峰面积作线拟合的相关系数R2可达0.9905。
在充满氮气(氮气纯度为99.999%、水分≤5ppm)的手套箱中配制锂离子电池电解液,分别称取碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯按质量分数比1:1:1混合均匀,得到混合物8,以质量百分比计,混合物8为99.375%,往混合物8中加入0.625%氟苯有机添加剂,得到质量分数0.625%的氟苯标准溶液。按上述步骤分别配制氟苯含量为1.25%、2.5%、5%的系列标准溶液。通过液相色谱对氟苯的系列标准溶液中氟苯含量的特征峰进行检测,并进行线性拟合,得到的氟苯标准溶液线性拟合结果见下表2。
表2
从表2可看出中氟苯标准溶液其特征峰的峰面积作线拟合的相关系数R2可达0.9998。
采用离子色谱仪对上层清液1至13、对比例1的下层液、对比例2中的混合液分别进行检测,并记录氟离子(F-)和六氟磷酸根(PF6 -)各自的出峰时间和出峰面积,并将测试结果列于表3,采用液相色谱分(岛津液相色谱LC-20A,色谱柱C18,扫描紫外波长254nm,流动速度1ml/min,流动相A为甲醇和超纯水按1:9比例混合,B流动相为纯乙腈,测试过程中AB相的预混合比例为1:1)别测试上层清液1至13、对比例1的下层液、对比例2的混合液中的氟苯含量,并将测试结果列于表4,其中,上层清液1中氟苯的液相色谱图如图2所示。
表3
表4
从表3可看出,测试实施例1~13说明该本申请的方法可以完全把电解液中的六氟磷酸锂沉淀析出,残留的氟离子都在1ppm以内。而对测试比例1、2用饱和碳酸钠萃取电解液中的六氟磷酸锂以及采用极性的二氯甲烷使氟离子残留含量>1ppm,效果较差。
从表4可看出,用液相色谱对沉淀析出六氟磷酸锂后的电解液中有机添加剂进行定性、定量分析(以氟苯为例),当反溶剂与锂离子电池电解液的体积比≥1:1时,样品回收率在90.05~100.00%之间,定量结果的相对误差<10%,说明以正癸烷或正己烷作为反溶剂沉淀析出六氟磷酸锂后,不会破坏原电解液中有机添加剂结构(从附图2可以进一步地得到证明),从而不会影响液相色谱对有机添加剂的定量测试。
采用离子色谱仪分别对样品1、上层清液1、对比例1的下层液、1ppm氟离子标样的氟离子和六氟磷酸根进行测试,测试结果如图1所示。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
由于六氟磷酸锂为极性物质,而锂离子电池电解液中的其它成分多为非极性物质,本申请通过采用非极性溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,使得六氟磷酸锂从其中析出成为沉淀,而除六氟磷酸锂之外的成分则继续保留在上层清液中,并使上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,从而极大地降低了六氟磷酸锂会和色谱流动相中的水持续反应产出HF的几率,进而减少了HF的产生量,进一步地,避免了氟离子对色谱柱的腐蚀以及对有机添加剂的结构的破坏。因此可取上层清液直接进行有机添加剂的定性、定量分析。且上述方法简单有效、不影响分离后有机添加剂在液相色谱中的出峰效果,从而使测量结果较为准确。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法,其特征在于,所述分析方法包括:
步骤S1,采用溶剂对锂离子电池电解液进行反溶剂法分离,得到溶解有有机添加剂的上层清液和包含六氟磷酸锂的沉淀;
步骤S2,对所述上层清液进行HPLC分析,其中,所述锂离子电池电解液包含六氟磷酸锂,所述上层清液中的氟离子浓度≤1ppm,所述溶剂为非极性溶剂。
2.根据权利要求1所述的分析方法,其特征在于,所述非极性溶剂选自C6~C10的正烷烃溶剂中的任意一种或多种,优选为正癸烷。
3.根据权利要求1或2所述的分析方法,其特征在于,所述溶剂与所述锂离子电池电解液的体积比≥1:1。
4.根据权利要求3所述的分析方法,其特征在于,所述溶剂与所述锂离子电池电解液的体积比为1:1~9:1。
5.根据权利要求4所述的分析方法,其特征在于,所述溶剂与所述锂离子电池电解液的体积比为4:1~9:1,优选为9:1。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分析方法,其特征在于,所述锂离子电池电解液中所述六氟磷酸锂的质量含量为5~20%。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的分析方法,其特征在于,所述锂离子电池电解液中的所述有机添加剂的质量含量为0.1~8%。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的分析方法,其特征在于,所述反溶剂法分离的过程包括:
将所述溶剂与所述锂离子电池电解液进行振荡混合后静置,得到包括所述上层清液和所述沉淀的静置后体系;优选所述静置的时间为3~5h。
9.根据权利要求1所述的分析方法,其特征在于,所述有机添加剂选自氟苯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸亚乙酯中的任意一种或多种。
10.根据权利要求1所述的分析方法,其特征在于,采用C18色谱柱进行所述HPLC分析。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011105089.XA CN112362767A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011105089.XA CN112362767A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112362767A true CN112362767A (zh) | 2021-02-12 |
Family
ID=74507884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011105089.XA Pending CN112362767A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112362767A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114150164A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-08 | 苏州中科百奥科技发展有限公司 | 一种从混合溶液中分离锂离子的方法 |
-
2020
- 2020-10-15 CN CN202011105089.XA patent/CN112362767A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114150164A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-08 | 苏州中科百奥科技发展有限公司 | 一种从混合溶液中分离锂离子的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3750849B1 (en) | Alkali metal salt of fluorosulfonyl imide | |
Sun et al. | Ionic liquids in analytical chemistry | |
CN105806981A (zh) | 锂离子电池电解液中锂盐含量的检测方法 | |
CN106124675B (zh) | 一种锂电池电解液色谱测试前处理的方法 | |
CN105467058A (zh) | 一种锂离子电池电解液中羧酸酯类化合物的检测方法 | |
JP2013084562A (ja) | 電解液及びその製造方法、並びに、これを用いた蓄電デバイス | |
Haixia et al. | Ionic liquid 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate as a solvent for extraction of lead in environmental water samples with detection by graphite furnace atomic absorption spectrometry | |
CN112362767A (zh) | 锂离子电池电解液中的有机添加剂的分析方法 | |
CN112180008A (zh) | 测定锂离子电池电解液中氯离子含量的样品前处理方法 | |
Li et al. | A novel hydrophobic task specific ionic liquid for the extraction of Cd (II) from water and food samples as applied to AAS determination | |
CN109142612B (zh) | 锂电池电解液中三(三甲基硅烷)磷酸酯的测定方法 | |
CN110726790A (zh) | 一种含氟锂盐中氯离子的测定方法 | |
CN113030287B (zh) | 含六氟磷酸锂的锂离子电池电解液中tsed-2的测定方法 | |
WO2012171831A1 (en) | Process for separating co2 from a gaseous stream | |
FR3081720A1 (fr) | Procede de recuperation et/ou purification d'un sel de potassium du bis(fluorosulfonyl)imide | |
CN111624195A (zh) | 一种锂离子电池电解液酸度的分析方法 | |
CN110596276A (zh) | 一种顶空-气相色谱-质谱测定茶叶中二硫代氨基甲酸盐残留的方法 | |
CN104049067B (zh) | 一种测定锂电池电解液中无机盐类的方法 | |
CN109470809A (zh) | 一种分析水中三唑类农药残留的方法 | |
Huiru et al. | Solvent sublation-spectrophotometric determination of trace nickel (II) in drinking water | |
CN114184601B (zh) | 监测磷酸铁锂电池性能指标的磷酸铁锂材料中铁溶解率的测试方法 | |
CN112630334B (zh) | 一种含tmsp的电解液的有机相比例检测方法 | |
CN110863106A (zh) | 一种离子液体双水相萃取铜离子的方法 | |
CN114894942B (zh) | 一种快速检测醇胺溶液中热稳盐阴离子的装置及方法 | |
CN115308353B (zh) | 一种固体锂盐杂质离子含量及主含量的快速检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |