离子色谱在锂离子电池电解液组分中的方法及检测分析

离子色谱在锂离子电池电解液组分中的方法及检测分析

李德锋 徐开明

惠州市宙邦化工有限公司 广东惠州市 516080

【摘要】：随着科技的不断发展，对锂离子电池的研究热度逐渐提高，锂离子作

为新型能源被广泛的应用在各个领域。研发锂离子电池也成为了高新技术产业，

符合国家可持续发展战略的规划要求。对于离子色谱的优势特点进行分析，可以对锂离子电池产生重要的作用，构建出全新的检测体系。对离子色谱的检测方法进行研究，以多种检测方式，来提升检测精准度。本文通过对离子色谱在锂离子电池电解液组分中的方法进行探究，对离子色谱的技术进行介绍，帮助提升锂离子电池的检测效率。

【关键词】：离子色谱；锂离子电池；检测分析

引言：

近年来，锂离子电池的技术不断提升，被应用在多个技术领域，对锂离子的研究也成为了新能源的技术研究，凭借着锂离子电池的多项技术优势，在多种电池种类中受了更多的关注。锂离子电池与其他种类的电池相比，它最大的特点就是它的电解液区别于传统电池，由特殊的电解液成分构成，让电池在整个性能上有力较大幅度的提升，这就让锂离子电池成为了更加环保的新能源研究项目，但对于锂离子电池的生产加工就提出了更高的标准，必须具备高标准的监测技术，而离子色谱在锂离子电池电解液组分中能够有效的发挥作用，本文就离子色谱的监测方法和分析进行研究，旨在帮助提高锂离子电池的监测效果，进一步提升锂离子电池的实际应用水平[1]。

1. 概述

1.1离子色谱

通过1975年的抑制电导理论的出现，对电导率等检测技术的不断研究，衍生出了离子色谱技术，经过不断探索和发展，得出了多种色谱分析的方法。也逐渐开始对这些色谱分析的方法应用到实际的生活工作中，例如在对环境监测中，以及食品和药品的检测中，在多个领域都得到了有效的应用，并且具备了较高的检测效果。伴随着相关的仪器的精密度提高，对离子色谱检测的样品处理方法也产生了变化，对样品提取也逐渐演变出多种方式，从而利于对杂质的清除。阀切换技术作为新型的应用技术，在实际的检测中能达到明显的检测效果，所以在离子色谱中，阀切换技术可以应用在分析时间更短，检验步骤更便捷的检测中[2]。

1.2锂离子电池

电池的发明是使用化学能源的开端，从1799年发展到现在，已经有200多年的历史，在现代社会电池也成为了人们日常生活的必须品，被广泛的应用在多个领域，不管是在生活、生产还是其他行业都能看到电池的身影，成为了重要的动力来源[3]。锂电池的出现，更是将电池的使用范围进一步扩大，具备了更高的技术优势，不仅能够提供更强的动力输出，还具有环保效果，不会污染环境，具有更长的使用寿命，符合新时期对环保能源的要求，对锂离子电池的研发成为了最受关注的高新技术产业之一。由于锂离子电池的电解质形态具有差异性，可以分为固态、液态，以及固液混合态，其中液态电解质是现阶段锂离子电池生产最为普遍的一种，在产业链中占据了重要比重。而它涵盖了锂盐和有机溶液，这两种成分表现出了不同的性质特点[4]。除此之外，添加剂的应用，也能对锂离子电池的使用寿命产生影响，直接关系到锂离子电池的生产质量，所以对于锂离子电池的生产厂家来说，研发出更加精确的检测技术，可以帮助提高产品的技术水平，符合新时期对高新技术产业研发的需要。

1.3研究内容和方向

本文通过对离子色谱的研究，对锂离子电池的检测方式进行分析，对锂离子电池的使用性能提升做出探索，对离子色谱检测条件的改变，探究出更加完善的锂离子电池检测体系，对以下几个方面内容进行重点研究：对锂盐含量进行检测

、构建离子色谱单泵柱切换系统、构建更加完善的离子色谱样品前处理流程，从而提升锂离子电池的实际检测水平。

2. 离子色谱测定锂离子电池电解液

2.1离子交换色谱法检测锂盐含量

社会的不断进步，对新能源的使用需求逐渐提高，使用化学能源作为人类生产生活的动力，也经成为常态，电池的出现有效的解决了能源的问题，所有被广泛应用在各个技术领域，由于锂电池具有较高的技术优势，又同时兼具环保效果，所以对锂离子电池的使用更加符合新时期社会的发展需要。电解液作为锂离子电池的重要组成，包括锂盐和有机溶液两部分，其中锂盐的实际品质高低，决定了锂离子电池的实际应用效果，锂盐的含量能够直接对锂离子电池的使用寿命产生重要影响。对锂盐的检测可以利用离子色谱的反应，采用离子色谱仪、原子吸收分光等技术进行检测，确保锂盐的含量符合锂离子电解液的要求，这些方式在检测过程中，经常出现误差问题，所以仍在不断研发全新的检测方法，例如通过使用添加剂来提高锂盐的纯度，让锂离子电池的安全性和稳定性达到标准，具体可以采用以下措施，首先配置出带有添加剂含量的溶液，并且根据离子色谱的检测，来对数据进行标注。将电解液用水稀释，并且处于严格的反应条件下，让离子色谱进行检测，从而测试出锂离子电池电解液中的锂盐含量。

2.2单泵柱切换离子色谱法

在锂离子电池电解液的研究中，电解质锂盐的检测尤为重要，由于LiPF6的特性，在有机溶液中，能够让锂离子电池具有优异的表现，而离子交换柱会影响反应效果，受到LiPF6的特性影响，使离子交换柱中保持原有的反应状态，不利于检测的表现效果，所以采用单泵柱离子色谱切换技术，对锂离子电池中的阴离子进行检测，具有更高的检测水平，能够更加有效的检测出精度较高的结果，具有更加广阔的发展空间。其原理是由于LiPF6的保留时间较长，所以使用单泵柱切换离子色谱法可以通过阀切换，来实现较好的分离效果，从而提升检测水平。通过多个技术专家的试验，采用柱切换技术进行检测，可以使检测样品中的溶液保留离子并进行快速区分。从而得出试验结论，PF6的含量在实验中含量最高，所以LiPF6是锂离子电池的重要影响因素，想要改善锂离子电池的性能，需要进一步加入添加剂成分，才能提高锂离子电池的质量。

2.3柱切换离子色谱法

在锂离子电池的生产加工中，使用添加剂可以有效的帮助提升电池的使用寿命，提高电池的循环电量水平，使用添加剂可以延长检测的前处理时长，使用线柱切换方法，是目前较为普及的检测方式，能够减少反映所需花费的时间，通过使用添加剂，对锂离子电池电解液进行检测，经过试验液体的配置，准备添加剂样品、提供符合标准的实验环境，从而进行实验流程，得出实验结论。通过反相柱的反应，可消除电解液中的碳酸二甲酯，从而产生有效的检测效果。

3. 结束语

随着对锂离子电池的不断研究，被应用在多个行业，而离子色谱由于其特性，可以产生对多种成分的有效分离作用，在检测方面得到了广泛的应用。社会的发展和进步，也对锂离子电池的检测提出了更高的检测要求，离子色谱的检测方法也在不断的拓展中得到延伸，从而提高锂离子电池的生产品质。本问通过对离子色谱检测技术的分析和研究，以及离子色谱在锂离子电池电解液组分中的方法及检测进行分析，研究出多种检测方法，构建出有效的锂盐检测方案，对离子色谱样品的检测准备工作进行不断优化，从而提高检测的准确性和稳定性，助力拓宽离子色谱检测锂离子电池的应用范围，但是目前仍然存在着很多问题有待进一步有解决，希望通过日后不断的研发和改进，提升锂离子电池的安全性能，让新能源动力得到更广阔的应用。

参考文献：

1. 徐仲榆等.煤焦油沥青基中间相微球与电解液的相容性 ［R］.电池，2012，IM>.62，& G2H

2. 汪国杰.电池级碳酸酯类溶剂的一种提纯方法.化学试剂,2011，23(4);244-245

3. 高晓清,汶晓勇,伍璇.锂离子电池充放电性能的检测与分析[J].电源技术,2015,39(08):1643-1644.

4. 蔡春皓,段冀渊,寿晓立,杨荣静.浅谈现有锂离子电池检测标准[J].电池,2015,45(03):121-123.