Analysis of the Decomposition Products of Lithium Hexafluorophosphate in the Electrolytic Solution of Lithium-Ion Rechargeable Batteries by Column - Switching Ion Chromatography (Part 2)
Aplikace | 2015 | ShimadzuInstrumentace
Elektrolyt lithium hexafluorofosfátu (LiPF6) je zásadní složkou v lithium-iontových bateriích. I malý obsah vody ve formuli vede k hydrolýze LiPF6 a vzniku fluoridových a fosfátových rozkladných produktů, které ovlivňují životnost, výkon a bezpečnost článku.
Cílem publikace je představit analýzu rozkladných produktů LiPF6 ve formuli baterií po urychleném stárnutí. Studie demonstruje použití column-switching iontové chromatografie pro oddělení a kvantifikaci fluoridového iontu (F–), monofluorofosfátového iontu (PO3F–) a identifikaci difluorofosfátového iontu (PO2F2–).
Column-switching umožňuje nejprve zachytit silně retencovaný PF6– na kolonce (1) a poslat rozkladné produkty na kolonku (2). Po přepnutí ventilu se PF6– vypouští do odpadu a analyty se rychle separují. Pro standardní roztoky (F– 1 mg/L, PO3F– 10 mg/L) i vzorky elektrolytu se provádí 1:100 ředění vodou, filtrace a následná chromatografie za konstantního průtoku 1,0 mL/min.
Analýza standardní směsi potvrdila rozlišení F– a PO3F– v jednom cyklu do 10 minut. U nového elektrolytu se detekoval nízký signál F– a PO2F2–. Po urychleném stárnutí (cyklické nabíjení/vybíjení při 0,1–0,5C, vystavení 60 °C) výrazně narostly koncentrace F– a PO2F2–, což koreluje se ztrátou kapacity článku.
Column-switching iontová chromatografie nabízí efektivní způsob separace a kvantifikace rozkladných produktů LiPF6 v elektrolytech lithium-iontových baterií. Metoda přináší rychlé a spolehlivé výsledky, podporuje zlepšení formulací a monitorování stavu baterií.
Iontová chromatografie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Elektrolyt lithium hexafluorofosfátu (LiPF6) je zásadní složkou v lithium-iontových bateriích. I malý obsah vody ve formuli vede k hydrolýze LiPF6 a vzniku fluoridových a fosfátových rozkladných produktů, které ovlivňují životnost, výkon a bezpečnost článku.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem publikace je představit analýzu rozkladných produktů LiPF6 ve formuli baterií po urychleném stárnutí. Studie demonstruje použití column-switching iontové chromatografie pro oddělení a kvantifikaci fluoridového iontu (F–), monofluorofosfátového iontu (PO3F–) a identifikaci difluorofosfátového iontu (PO2F2–).
Použitá instrumentace
- Column-switching systém s dvěma kolonkami Shim-pack IC-SA2 (10×4,6 mm a 250×4,0 mm)
- Dva čerpadla s mobile phase: 12 mmol/L NaHCO3 a 0,6 mmol/L Na2CO3
- Autosampler s objemem 10 μL
- 6-portový ventil pro přepínání kolonek
- Suppressor CDD-10ASP a vodivostní detekce při 30 °C
Použitá metodika
Column-switching umožňuje nejprve zachytit silně retencovaný PF6– na kolonce (1) a poslat rozkladné produkty na kolonku (2). Po přepnutí ventilu se PF6– vypouští do odpadu a analyty se rychle separují. Pro standardní roztoky (F– 1 mg/L, PO3F– 10 mg/L) i vzorky elektrolytu se provádí 1:100 ředění vodou, filtrace a následná chromatografie za konstantního průtoku 1,0 mL/min.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza standardní směsi potvrdila rozlišení F– a PO3F– v jednom cyklu do 10 minut. U nového elektrolytu se detekoval nízký signál F– a PO2F2–. Po urychleném stárnutí (cyklické nabíjení/vybíjení při 0,1–0,5C, vystavení 60 °C) výrazně narostly koncentrace F– a PO2F2–, což koreluje se ztrátou kapacity článku.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a citlivá detekce rozkladných iontů v elektrolytu
- Sledování kvality a životnosti baterií v QA/QC i výzkumu
- Možnost testovat nové formulace elektrolytů a aditiv
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrované on-line monitorování v provozu baterií
- Kombinace s hmotnostní spektrometrií pro strukturní identifikaci
- Miniaturizace a automatizace pro vysokoprůchodové testování
- Analýza nových solí a směsí elektrolytů pro vyšší výkon a bezpečnost
Závěr
Column-switching iontová chromatografie nabízí efektivní způsob separace a kvantifikace rozkladných produktů LiPF6 v elektrolytech lithium-iontových baterií. Metoda přináší rychlé a spolehlivé výsledky, podporuje zlepšení formulací a monitorování stavu baterií.
Reference
- Shimadzu Application News L429, First Edition January 2012
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
LAAN-A-LC-E195 High Perform ance Liquid Chromatography No.L417 Analysis of the Decomposition Products of Lithium Hexafluorophosphate in the Electrolytic Solution of Lithium-Ion Rechargeable Batteries by Column-Switching Ion Chromatography Lithium hexafluorophosphate, which serves as the electrolytic solution in lithium-ion rechargeable batteries, is…
Klíčová slova
rechargeable, rechargeableelectrolytic, electrolyticlithium, lithiumhexafluorophosphate, hexafluorophosphateion, iondecomposition, decompositionsolution, solutionpeak, peakwaste, wastebattery, batteryproducts, productsarea, areadifluorophosphate, difluorophosphatemonofluorophosphate, monofluorophosphatepeaks
Analysis and Testing of Lithium-Ion Battery Materials
2021|Shimadzu|Brožury a specifikace
C10G-E088 Analysis and Testing of Lithium-Ion Battery Materials Multifaceted Solutions for Improving Performance and Quality of Lithium-Ion Secondary Batteries In the field of transport equipment, which long life, and safety must be resolved. Research accounts for approximately 20% of CO…
Klíčová slova
cantilever, cantileverelectrolytic, electrolyticlithium, lithiumdeflection, deflectionbatteries, batteriespiezo, piezoelectrode, electrodeseparators, separatorsxspecia, xspeciabattery, batteryion, ionlipon, liponforce, forcecarbonate, carbonateelectrolytes
Analysis of Hexafluorophosphate Ion in Electrolytic Solution for Lithium-Ion Rechargeable Batteries by Ion Chromatography
|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LC-E194 High Perform ance Liquid Chromatography No.L416 Analysis of Hexafluorophosphate Ion in Electrolytic Solution for Lithium-Ion Rechargeable Batteries by Ion Chromatography Lithium hexafluorophosphate is a common electrolyte used in rechargeable batteries. Here, we introduce an example of the analysis of…
Klíčová slova
hexafluorophosphate, hexafluorophosphaterechargeable, rechargeablelithium, lithiumelectrolytic, electrolyticbattery, batteryion, ionsolution, solutionpeak, peakreferenc, referencvalue, valueance, ancearea, arearetention, retentionrepeatability, repeatabilityanalysis
Analysis of Main Components of Lithium Salts in Lithium-Ion Battery Electrolytes Using Ion Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight High-Resolution Mass Spectrometry
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Chemicals Analysis of Main Components of Lithium Salts in Lithium-Ion Battery Electrolytes Using Ion Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight High-Resolution Mass Spectrometry Authors Zhihui Lin, Haiyang Wang, Jianzhong Li, and Peibin Hu Agilent Technologies, China Mianfeng Zhao Metrohm China…
Klíčová slova
lithium, lithiumion, ionelectrolyte, electrolytecomponents, componentsbattery, batteryelectrolytes, electrolytesmass, masssuppressor, suppressordegradation, degradationunknown, unknownsalts, saltsanions, anionsoxalate, oxalatesalt, saltanion