正负极与电解液反应产物分析方法

　　采用多尺度、多技术联用策略，从宏观到微观、从体相到表面进行系统分析。

　　1. X射线光电子能谱(XPS)

　　用途：表面化学态分析(深度 ~5–10 nm)

　　可检测：

　　C 1s：碳酸盐、酯、C-C/C-H

　　O 1s：Li₂CO₃、Li₂O、ROCO₂Li

　　F 1s：LiF、PVDF、LixPOyFz

　　P 2p：LiPF₆分解产物(如LixPOyFz)

　　金属元素(Mn 2p、Co 2p)→ 判断过渡金属溶出

　　优点：元素化学态识别能力强

　　注意：需氩离子溅射分层分析，获得SEI/CEI深度分布

　　2. 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) / 衰减全反射(ATR-FTIR)

　　用途：官能团识别

　　特征峰：

　　1800 cm⁻¹：碳酸酯 C=O

　　1650 cm⁻¹：草酸盐

　　1430 cm⁻¹：Li₂CO₃

　　1100–1200 cm⁻¹：C-O-C

　　ATR模式：无需制样，适合固体电极表面分析

　　3. 飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)

　　用途：超高灵敏度表面分子/离子检测，三维成像

　　优势：

　　可检测Li⁺、F⁻、CO₃²⁻、CH₃⁻、C₂H₃O⁻等碎片

　　结合溅射可进行深度剖析，绘制SEI层各成分的分布

　　可区分有机/无机相分布

　　应用：研究SEI均匀性、添加剂(如FEC、VC)的作用机制

　　4. 核磁共振(NMR)

　　固态¹⁹F NMR：识别LiF、PVDF、LixPOyFz

　　¹³C NMR：分析有机碳酸盐、聚合物

　　⁷Li NMR：区分金属锂、Li₂CO₃、LiF、嵌入锂

　　优点：非破坏性，可定量

　　5. 透射电子显微镜(TEM) / 高分辨HRTEM + EELS

　　用途：观察SEI/CEI的微观结构、厚度、晶态/非晶态

　　EELS(电子能量损失谱)：分析C、O、F、Li的化学态

　　可直接观察：Li₂CO₃(晶态)、LiF(晶态)、无机/有机相分布

　　6. 气相色谱-质谱联用(GC-MS) / 气相色谱-质谱-质谱(GC-MS/MS)

　　用途：分析电解液萃取物或电池产气

　　可识别：

　　溶剂分解产物(如乙烯、乙烷、甲烷)

　　添加剂反应产物(如VC聚合生成聚VC)

　　HF(LiPF₆ + H₂O → HF + POF₃)

　　7. X射线衍射(XRD)

　　用途：检测晶态产物，如：

　　LiF(2θ ≈ 30°)

　　Li₂CO₃(2θ ≈ 32°)

　　金属Li(2θ ≈ 43°)

　　局限：对非晶态产物不敏感

　　8. 电化学质谱(EC-MS) / 等温微量热法(ITC)

　　EC-MS：原位监测充放电过程中的气体产物(如CO₂、C₂H₄)

　　ITC：测量副反应热流，量化反应活性

      来源：网络