SCIEX高分辨质谱仪拆解锂电池背后的黑科技

采用组学思路系统评估电解液性能，通过对不同品牌来源、不同放置时间及不同循环周期等多维度样本进行差异性分析，结合统计学方法筛选并鉴定差异标记物。该策略为电解液性能研究提供了强有力的分析方法支撑。

点击查看大图

统计学软件部分界面展示

电解液中锂盐及添加剂的具体种类、含量与配比，对电池综合性能具有关键影响，因此对其含量进行准确监测十分重要。离子色谱能够对多种锂盐化合物实现有效分离与保留，结合高分辨质谱系统，可进一步实现锂盐的高灵敏度快速定性与定量分析。

在定量分析方面，采用MRM^HR高灵敏度定量采集模式，具有优异的选择性、更高的信噪比和检测灵敏度。该方法共测试10种锂盐，例如六氟磷酸锂（LiPF?）、二氟磷酸锂（LiPO?F?）、四氟硼酸锂（LiBF?）、双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LiTFSI）、双氟磺酰亚胺锂（LiTSI）与三氟甲磺酸锂（LiCF?SO?）等相关离子可被稳定检出。

点击查看大图

锂电池电解液中的助溶剂成分主要包括碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）和碳酸甲乙酯（EMC）等。不同来源的电解液在助溶剂配比上存在差异，这种差异会直接影响锂电池的综合性能表现。质谱技术可用于系统表征电解液中助溶剂的组成及其在电池循环前后的变化趋势。

本实验采用直接进样质谱法，有效避免了复杂前处理可能带来的样品失真，实现了助溶剂成分的快速、准确分析。实验结果表明，直接进样法能够清晰捕捉锂盐与助溶剂之间形成的多种分子聚合形态，包括单聚体、二聚体及其他多聚体结构。这些发现为理解助溶剂在电解液中的存在形态和作用机制提供了直接证据。该方法具有操作简便、分析快速、灵敏度高等特点，不仅为电解液配方优化提供了可靠的分析手段，也为研究电池性能与助溶剂组成之间的构效关系奠定了方法学基础。