Agilent Solutions for Lithium-Ion Battery Industry
Brožury a specifikace | 2020 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Li-ion baterie poskytují vysoké napětí, dlouhou životnost a dobrou hustotu energie, což je činí nezbytnými pro spotřební elektroniku, elektromobilitu a stacionární ukládání energie. S explozivním růstem výroby a vývoje v odvětví nových vozidel a akumulace je zásadní zajistit kvalitu surovin i finálních článků pomocí pokročilých analytických technik.
Tato studie představuje portfolio analytických řešení společnosti Agilent určených pro celý řetězec výroby Li-ion baterií. Cílem je ukázat, jak lze pomocí různých metod a přístrojů monitorovat klíčové materiály (katoda, anoda, elektrolyt, separátor), analyzovat plyny při stárnutí článku, zkoumat přítomnost organických složek i identifikovat neznámé vedlejší produkty.
Pro komplexní analýzu materiálů a procesů byly využity následující techniky a přístroje:
ICP-OES prokázalo robustní potlačení interferencí pomocí automatické korekce pozadí a FBC, s opakovanými návraty spikových testů v rozsahu 90–100 % pro makroprvky i stopové kovy. ICP-MS s UHMI umožnilo přímou analýzu vzorků s 0,5–1 % TDS a recoveries 87–115 %, čímž bylo eliminováno ředění a riziko kontaminace. UV-Vis a FTIR přístroje nabídly rychlé měření aniontů a identifikaci chemických vazeb v elektrolytech. Micro GC zaznamenal přesné složení plynů při degradaci článku, včetně hlavních složek a alkánů. GC/MS v režimu SIM umožnilo separaci a kvantifikaci deseti organických sloučenin s vysokou přesností a aplikační knihovny MassHunter výrazně zrychlily vývoj metod. Q-TOF systémy rozšířily možnosti detekce stopových neznámých cholátů a vedlejších produktů cyklování díky vysoké přesnosti hmotnostního rozlišení a dedukci struktur fragmentů.
Implementace uvedených metod přináší zásadní zlepšení v kontrole kvality surovin, optimalizaci výrobních parametrů a zajištění bezpečnosti bateriových článků. Rychlá detekce kovových nečistot, aniontů i plynů umožňuje prediktivní údržbu a prevenci selhání. V oblasti vývoje elektrolytů a aditiv poskytují GC/MS a Q-TOF cenné poznatky pro návrh nových materiálů a zlepšení cyklické životnosti.
Do budoucna se očekává další rozvoj vysokomatrikových technologií ICP-MS, rozšíření on-line monitoringu pomocí přenosných mikrogc, automatizace vzorkování a integrace datových řešení a umělé inteligence pro prediktivní analýzy. Pokročilé masově-spektrální databáze a strojové učení usnadní interpretaci složitých degradních mechanismů a urychlí zavádění nových chemických systémů.
Přehled Agilent analytických metod představuje ucelený nástrojový soubor pro všechny fáze výroby a testování Li-ion baterií. Díky kombinaci robustních přístrojů, chytrého softwaru a rozšířených databází lze dosáhnout vysoké spolehlivosti, reprodukovatelnosti a rychlosti analýz, což podporuje bezpečnost i hospodárnost v bateriovém průmyslu.
GC, GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/SQ, GC/Q-TOF, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, UV–VIS Spektrofotometrie, ICP/MS, ICP-OES, AAS, FTIR Spektroskopie
ZaměřeníPrůmysl a chemie, Materiálová analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Li-ion baterie poskytují vysoké napětí, dlouhou životnost a dobrou hustotu energie, což je činí nezbytnými pro spotřební elektroniku, elektromobilitu a stacionární ukládání energie. S explozivním růstem výroby a vývoje v odvětví nových vozidel a akumulace je zásadní zajistit kvalitu surovin i finálních článků pomocí pokročilých analytických technik.
Cíle a přehled studie
Tato studie představuje portfolio analytických řešení společnosti Agilent určených pro celý řetězec výroby Li-ion baterií. Cílem je ukázat, jak lze pomocí různých metod a přístrojů monitorovat klíčové materiály (katoda, anoda, elektrolyt, separátor), analyzovat plyny při stárnutí článku, zkoumat přítomnost organických složek i identifikovat neznámé vedlejší produkty.
Použitá metodika a instrumentace
Pro komplexní analýzu materiálů a procesů byly využity následující techniky a přístroje:
- ICP-OES 5800/5900 s vertikálním plamenem, chlazenou konusovou geometrií a Wickovou čtečkou CCD pro simultánní měření makro a stopových prvků.
- ICP-MS 7800/7900 s vysokomatrikovou inhalací HMI/UHMI pro analýzu vzorků s vysokým obsahem rozpuštěných látek.
- UV-Vis Cary 60 pro kvantifikaci aniontů ve formě SO42− či Cl− a organických nečistot.
- FTIR Cary 630 pro rychlou identifikaci elektrolytů a separátorů na základě spektrálních pásů.
- Micro GC 990 pro stanovení složení plynů vznikajících při degradaci článku a nafukování baterie (H2, CO, CO2, CH4 aj.).
- GC-FID a GC/MS Agilent 8890/Intuvo 9000 s MassHunter pro kvalitativní i kvantitativní analýzu organických elektrolytů a přísad (uhlíkaté rozpouštědla, aditiva SEI, zpomalovače hoření).
- LC/Q-TOF 6545 a GC/Q-TOF 7250 s MassHunter modul y MFE a MSC pro odhalení neznámých organických produktů procesů stárnutí.
Hlavní výsledky a diskuse
ICP-OES prokázalo robustní potlačení interferencí pomocí automatické korekce pozadí a FBC, s opakovanými návraty spikových testů v rozsahu 90–100 % pro makroprvky i stopové kovy. ICP-MS s UHMI umožnilo přímou analýzu vzorků s 0,5–1 % TDS a recoveries 87–115 %, čímž bylo eliminováno ředění a riziko kontaminace. UV-Vis a FTIR přístroje nabídly rychlé měření aniontů a identifikaci chemických vazeb v elektrolytech. Micro GC zaznamenal přesné složení plynů při degradaci článku, včetně hlavních složek a alkánů. GC/MS v režimu SIM umožnilo separaci a kvantifikaci deseti organických sloučenin s vysokou přesností a aplikační knihovny MassHunter výrazně zrychlily vývoj metod. Q-TOF systémy rozšířily možnosti detekce stopových neznámých cholátů a vedlejších produktů cyklování díky vysoké přesnosti hmotnostního rozlišení a dedukci struktur fragmentů.
Přínosy a praktické využití metody
Implementace uvedených metod přináší zásadní zlepšení v kontrole kvality surovin, optimalizaci výrobních parametrů a zajištění bezpečnosti bateriových článků. Rychlá detekce kovových nečistot, aniontů i plynů umožňuje prediktivní údržbu a prevenci selhání. V oblasti vývoje elektrolytů a aditiv poskytují GC/MS a Q-TOF cenné poznatky pro návrh nových materiálů a zlepšení cyklické životnosti.
Budoucí trendy a možnosti využití
Do budoucna se očekává další rozvoj vysokomatrikových technologií ICP-MS, rozšíření on-line monitoringu pomocí přenosných mikrogc, automatizace vzorkování a integrace datových řešení a umělé inteligence pro prediktivní analýzy. Pokročilé masově-spektrální databáze a strojové učení usnadní interpretaci složitých degradních mechanismů a urychlí zavádění nových chemických systémů.
Závěr
Přehled Agilent analytických metod představuje ucelený nástrojový soubor pro všechny fáze výroby a testování Li-ion baterií. Díky kombinaci robustních přístrojů, chytrého softwaru a rozšířených databází lze dosáhnout vysoké spolehlivosti, reprodukovatelnosti a rychlosti analýz, což podporuje bezpečnost i hospodárnost v bateriovém průmyslu.
Reference
- GB/T 20252-2014 Lithium Cobalt Oxide
- GB/T 24533-2019 Graphite Negative Electrode Materials for Lithium Ion Battery
- GB/T 30835-2014 Lithium Iron Phosphate-Carbon Composite Cathode Materials for Lithium Ion Battery
- GB/T 30836-2014 Lithium Titanium Oxide and its Carbon Composite Anode Materials
- IEC 62321 Determination of Hazardous Substances in Electrotechnical Products
- YS/T 582-2013 Battery Grade Lithium Carbonate
- GB/T 26008-2020 Battery Grade Lithium Hydroxide Monohydrate
- GB/T 19282-2014 Analytic Method for Lithium Hexafluorophosphate
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Rechargeable Lithium-Ion Battery Evaluation ─ APPLICATION NOTEBOOK ─
2019|Shimadzu|Příručky
C10G-E079 Analytical and Measuring Instruments for Rechargeable Lithium-ion Batteries Rechargeable Lithium-Ion Battery Evaluation ─ APPLICATION NOTEBOOK ─ Title Method Page Investigation of Thermal Properties of Lithium-Ion Battery Components Thermal Analysis 4 Carbon Measurement of Metal Powder Battery Material Total Organic…
Klíčová slova
electrode, electrodelithium, lithiumbattery, batterylipon, liponxps, xpsbatteries, batteriesmonatomic, monatomiccarbon, carbondepth, depthsurface, surfacecooling, coolingelectrolyte, electrolyteorganic, organicimaging, imagingmaterials
Multiplatform Approach for Lithium-Ion Battery Electrolyte Compositional Analysis
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Advanced Materials Multiplatform Approach for Lithium-Ion Battery Electrolyte Compositional Analysis Decoding volatile, organic, and elemental composition of unknown electrolyte sample Authors Aimei Zou, Yu-Feng Zhang, and Olivier Chevallier Agilent Technologies, Inc. Abstract Electrolytes in lithium-ion batteries (LIBs) play…
Klíčová slova
electrolyte, electrolytecounts, countslithium, lithiumanalysis, analysisgas, gasicp, icphehe, hehecomponents, componentsdmc, dmcorganic, organicstatistical, statisticalunknown, unknownthree, threeelectrolytes, electrolytesdecode
Analytical Solutions for Lithium-Ion Batteries
2025|Shimadzu|Příručky
C10G-E107 —From Materials to Cells and Modules— Analytical Solutions for Lithium-Ion Batteries For a Future Enabled by Lithium-Ion Batteries Important devices in terms of achieving a carbon-free society, lithium-ion batteries (LiB) have attracted heightened interest in mobility and energy fields,…
Klíčová slova
evaluation, evaluationbattery, batteryproperties, propertieselectrode, electrodemanufacturing, manufacturinglithium, lithiumunits, unitscomponents, componentsphysical, physicalparticle, particlebev, bevbatteries, batteriesthermal, thermalphev, phevinorganic
Rechargeable Lithium-Ion Battery Evaluation
2017|Shimadzu|Brožury a specifikace
Rechargeable Lithium-Ion Battery Evaluation C10G-E021A Analytical and Measuring Instruments for Rechargeable Lithium-ion Batteries Rechargeable Lithium-Ion Battery Evaluation global w430×h280 What Are Lithium-ion Rechargeable Batteries? The lithium-ion rechargeable battery is a relatively new type of battery that was first used in…
Klíčová slova
rechargeable, rechargeablelithium, lithiumelectrode, electrodebattery, batteryseparator, separatorbatteries, batteriesion, ionnegative, negativepositive, positivebinder, binderelectrolyte, electrolyteray, rayevaluation, evaluationactive, activematerial
