电池的 GC-MS(气相色谱-质谱联用)测试主要用于分析电池在制造、存储或滥用(如过充、热失控)过程中产生的挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(SVOCs),对安全性评估、失效分析、材料兼容性验证及合规检测至关重要。
由于电池本身是密闭电化学体系,GC-MS 并不直接用于测电解液主成分(通常用 NMR、IC、FTIR),而是聚焦于微量杂质、分解产物、产气成分及残留溶剂。
样品前处理方法(关键步骤)
1. 液体样品(电解液、清洗液)
直接进样(慎用):仅适用于高沸点、热稳定物质;
顶空进样(Headspace, HS-GC-MS):
适用:挥发性产气(如 DMC、EMC);
条件:80–120°C 平衡 30 min;
固相微萃取(SPME-GC-MS):
用 PDMS/DVB 纤维头吸附 VOCs,灵敏度高(ppt级);
适合痕量杂质分析;
溶剂稀释+过滤:
用高纯乙腈或甲醇稀释 10–100 倍,0.22 μm 滤膜过滤,避免污染色谱柱。
2. 气体样品(电池胀气)
气密注射器取样 → 直接注入 GC-MS(配气体进样阀);
吸附管富集(如 Tenax TA)→ 热脱附(TD-GC-MS),提高灵敏度。
3. 固体样品(隔膜、极片)
溶剂萃取:
用乙腈超声萃取 30 min,离心取上清液;
目标:残留 NMP、PVDF 溶剂、添加剂分解物;
热脱附(Py-GC-MS):
高温裂解(500–800°C)分析粘结剂(如 PVDF、SBR)组成。
来源:网络
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