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全球范围内“碳达峰”、“碳中和”全力推进，储能成为实现碳中和目标的主要载体。而锂电凭借优异的性能、成熟的技术成为储能的重要抓手。随着材料种类、性能技术不断突破和生产成本的有效控制，锂电需加强其上游原材料、正、负极材料、电解液和隔膜质量控制，锂电配方组成分析及失效分析，以进一步突破对于续航里程、能量密度和锂电安全方向的需求。
赛默飞世尔作为科学服务领域的世界领导者，在锂电材料领域深耕数十年，能为锂电检测提供全套解决方案。
电池解决方案——助力制造更好电池的分析技术共同推动电池技术的发展
先进电池解决方案的角逐已拉开帷幕，而实验室的生产能力将是制胜关键。 从便携式电子设备到电动车辆，锂离子电池在各个领域发挥着越来越重要的作用。在这种背景下，实验室需要深入洞察行业趋势，加速研发解决方案，才能实现技术进步，实现基本的可持续性目标。赛默飞提供一系列的仪器和方案，从原材料的提取和加工到生产线的质量保证，乃至材料的回收再利用以及下一代电池的研发等方面，为整个电池制造过程提供支持。在此基础上，赛默飞帮助科学家朝着实现可持续性零碳未来的目标迈进了一大步。
锂离子电池色谱质谱整体方案下载
电池制造过程的全面专业知识和解决方案原材料 &质量控制元素分析正极材料中主成分及杂质元素负极材料中Hg,Pb,Cr 及磁性
物质测定电解液(LiPF6)中14种金属元素离子色谱分析正极材料阴、阳离子杂质负极材料中阴离子F-, Cl-, Br-, NO2-, NO3-, PO43-, SO42- 以及全硫化合物分析电解液中阳离子NH4+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ 及以及阴离子Cl-, F-等杂质分析有机物分析GCMS/LCMS 电解液成分分析锂电研发降解、老化机理研究GC-Orbitrap电池老化过程中电解液降解化合物研究IC-MS充放电过程中电解液离子型化合物降解研究IOMS正极材料在充放电中表面的金属组成变化失效分析失效分析GC 分析电池鼓包气体C2-C5，永久气体成分LA-ICPMS 微区分析原材料&质量控制 锂电池研发 失效分析
案例：锂电池中主含量及杂质元素检测
分析痛点基体效应干扰，影响杂质元素测定下限严重的光谱重叠干扰:钴、镍、铁 >900 lines产能拓张，样品量大，对分析速度和通量要求提高
方案优势iCAP PRO采用垂直炬管双向观测设计，可通过径向观测提高对锂电池复杂基体耐受性，也可通过径向观测提高对于低含量元素（如Cu Fe）等元素的超痕量检出eUV 紫外增强模式，显著提高紫外区元素检测能力一分钟智能全谱直读，全新400万像素CID检测器，2MHz高速读取数据，确保最佳信噪比，分析速度提高30-40% 图 无内标校正Ni-Co-Mn-Li重复10次测试稳定性数据 点击放大图 内标在线校正Ni-Co-Mn-Li重复10次测试稳定性数据 点击放大
案例：离子色谱法测定电解液中锂盐含量
方案特点➤ 灵活选择
多种方案可选，根据客户样品量及预算选择最佳配置可选DCR 抑制模式或常规抑制模式，均可满足电解中锂盐含量分析➤ 适用范围广
可兼容甲醇/ 乙腈/ 纯水作为样品溶剂，多种锂盐一针进样，同时分析高容量保护及分析柱，兼容各种碳酸酯溶剂，目标物分离度好，结果可靠➤ 多功能扩展
可扩展在线谱睿系统，兼容碳酸酯体系直接进样可扩展梯度淋洗体系，实现样品中低含量杂质离子分析解决方案方案一：AS-DV + ICS600
通用方案，23min 内完成电解液中锂盐含量分析，高性价比ACRS500 抑制器，可选配5 年质保化学置换（DCR）抑制模式，无需额外动力提供再生液，节省成本开机即用，系统平衡快
方案二：AS-DV + Aquion
卓越体验方案，23min 内完成电解液中锂盐含量分析，高稳定性兼容ACRS 500 化学抑制器、ASRS 300 等电解抑制器兼容DCR 抑制模式、外接酸抑制模式及电解自再生抑制模式兼容谱睿模式，允许碳酸酯溶剂直接进样，消除样品水解问题可升级梯度分析，实现电解液中痕量杂质离子分析
方案三：AS-DV + Integrion
快速高效分析方案，9min内完成电解液中锂盐含量分析，高分离高通量兼容ACRS 500 化学抑制器、ASRS 300 等电解抑制器兼容DCR 抑制模式、外接酸抑制模式及电解自再生抑制模式兼容谱睿模式，允许碳酸酯溶剂直接进样，消除样品水解问题高度集成（样品传输/ 色谱柱）循环风温控，高稳定性，高重复性可选配梯度分析，实现电解液中痕量杂质离子分析解决方案下载 ICPOES测定三元材料中主量和杂质元素 ICPOES测定磷酸铁锂中主量和杂质元素 ICPOES测定六氟磷酸锂电解液中杂质元素 ICP-OES测定铅酸电池铅基原料中杂质元素含量 采用AGD-ICP-MS方法测定三元前驱体中的杂质元素含量 采用IC-ICP-MS联用方法直接测定磷酸铁锂中的三价铁 ICP-OES消解法测定六氟磷酸锂电解液中杂质元素含量 ICP-OES测定磷酸铁中主量和杂质元素 高压离子色谱Inuvion快速测定电解液中锂盐含量更多解决方案内容
案例：IC-MS电解液中离子型化合物研究
分析痛点液相色谱/HILIC 强电离物质分离的局限性离子型化合物分离过程中使用的离子型流动相与质谱兼容性问题
方案优势离子色谱可以很好分离液相色谱难以分离的强极性可电离物质，可获得更多色谱信息在线电解抑制器，持续稳定的在线脱盐，完美对接质谱，离子源0伤害IC离子色谱分离与MS定性定量无缝集成，卓越的质谱检测能力，增强离子分析性能，为电池充放电过程中副反应产物定性、活性物质降解机理研究提供强大的平台
案例：Orbitrap GC-MS电解质老化机理研究
分析痛点降解机理及其产生的降解产物通常是未知的，没有公开文献记载。GC-MS，NMR等技术不能提供足够结构信息或灵敏度来检测和鉴定所有目标化合物低分子量化合物分析挑战电解质降解形成多种分解复合产物，基质复杂性导致的基质干扰
方案优势通过Thermo Scientific™Q Exactive™GC Orbitrap™GC-MS / MS系统对电解质老化问题进行研究，由于Q Exactive GC Orbitrap系统超高分辨率和超高质量精度，可对电解液进行更全面的表征，以更低的检出限获得更多化合物的精确质量数，从而识别并量化电解液中更多降解复合产物，提高对电解质老化未知溶剂分解机理的理解
Q Exactive GC Orbitrap GC-MS/MS system chromatograms of electrolyte extracted from an 18650 cell cycled at 20 °C diluted 1:10 in DCM with focus on the retention time from 3 to 10 min (a) and 10 to 14 min (b). 点击放大解决方案下载 GC Orbitrap质谱作为锂离子电池碎片材料取证的工具 GC Orbitrap质谱法鉴定锂离子电池降解产物更多解决方案内容
电池鼓包气体GC-MS分析
分析痛点电池鼓包气体成分非常复杂，包括永久气体如氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等，短链碳氢化合物（C2-C5）及其他可挥发性化合物，很难用一根气相色谱柱进行完整系统分析不仅需要知道电池鼓包气体种类，同时需要了解电池所产生的各种气体浓度
方案优势分析系统配置六通阀反吹色谱预柱中目标组分以后的杂质，有效缩短分析时间，保护色谱分析柱，延长色谱柱使用寿命；一次进样，操作方便，对鼓包气中各组分能准确定性定量，系统长期稳定性好，数据可靠。图1. 阀图 点击放大图2. 实际样品测试谱图 点击放大更多解决方案内容
原材料&质量控制
案例：锂电池中主含量及杂质元素检测
分析痛点基体效应干扰，影响杂质元素测定下限严重的光谱重叠干扰:钴、镍、铁 >900 lines产能拓张，样品量大，对分析速度和通量要求提高
方案优势iCAP PRO采用垂直炬管双向观测设计，可通过径向观测提高对锂电池复杂基体耐受性，也可通过径向观测提高对于低含量元素（如Cu Fe）等元素的超痕量检出eUV 紫外增强模式，显著提高紫外区元素检测能力一分钟智能全谱直读，全新400万像素CID检测器，2MHz高速读取数据，确保最佳信噪比，分析速度提高30-40% 图 无内标校正Ni-Co-Mn-Li重复10次测试稳定性数据 点击放大图 内标在线校正Ni-Co-Mn-Li重复10次测试稳定性数据 点击放大
案例：离子色谱法测定电解液中锂盐含量
方案特点➤ 灵活选择
多种方案可选，根据客户样品量及预算选择最佳配置可选DCR 抑制模式或常规抑制模式，均可满足电解中锂盐含量分析➤ 适用范围广
可兼容甲醇/ 乙腈/ 纯水作为样品溶剂，多种锂盐一针进样，同时分析高容量保护及分析柱，兼容各种碳酸酯溶剂，目标物分离度好，结果可靠➤ 多功能扩展
可扩展在线谱睿系统，兼容碳酸酯体系直接进样可扩展梯度淋洗体系，实现样品中低含量杂质离子分析解决方案方案一：AS-DV + ICS600
通用方案，23min 内完成电解液中锂盐含量分析，高性价比ACRS500 抑制器，可选配5 年质保化学置换（DCR）抑制模式，无需额外动力提供再生液，节省成本开机即用，系统平衡快
方案二：AS-DV + Aquion
卓越体验方案，23min 内完成电解液中锂盐含量分析，高稳定性兼容ACRS 500 化学抑制器、ASRS 300 等电解抑制器兼容DCR 抑制模式、外接酸抑制模式及电解自再生抑制模式兼容谱睿模式，允许碳酸酯溶剂直接进样，消除样品水解问题可升级梯度分析，实现电解液中痕量杂质离子分析
方案三：AS-DV + Integrion
快速高效分析方案，9min内完成电解液中锂盐含量分析，高分离高通量兼容ACRS 500 化学抑制器、ASRS 300 等电解抑制器兼容DCR 抑制模式、外接酸抑制模式及电解自再生抑制模式兼容谱睿模式，允许碳酸酯溶剂直接进样，消除样品水解问题高度集成（样品传输/ 色谱柱）循环风温控，高稳定性，高重复性可选配梯度分析，实现电解液中痕量杂质离子分析解决方案下载 ICPOES测定三元材料中主量和杂质元素 ICPOES测定磷酸铁锂中主量和杂质元素 ICPOES测定六氟磷酸锂电解液中杂质元素 ICP-OES测定铅酸电池铅基原料中杂质元素含量 采用AGD-ICP-MS方法测定三元前驱体中的杂质元素含量 采用IC-ICP-MS联用方法直接测定磷酸铁锂中的三价铁 ICP-OES消解法测定六氟磷酸锂电解液中杂质元素含量 ICP-OES测定磷酸铁中主量和杂质元素 高压离子色谱Inuvion快速测定电解液中锂盐含量更多解决方案内容
锂电池研发
案例：IC-MS电解液中离子型化合物研究
分析痛点液相色谱/HILIC 强电离物质分离的局限性离子型化合物分离过程中使用的离子型流动相与质谱兼容性问题
方案优势离子色谱可以很好分离液相色谱难以分离的强极性可电离物质，可获得更多色谱信息在线电解抑制器，持续稳定的在线脱盐，完美对接质谱，离子源0伤害IC离子色谱分离与MS定性定量无缝集成，卓越的质谱检测能力，增强离子分析性能，为电池充放电过程中副反应产物定性、活性物质降解机理研究提供强大的平台
案例：Orbitrap GC-MS电解质老化机理研究
分析痛点降解机理及其产生的降解产物通常是未知的，没有公开文献记载。GC-MS，NMR等技术不能提供足够结构信息或灵敏度来检测和鉴定所有目标化合物低分子量化合物分析挑战电解质降解形成多种分解复合产物，基质复杂性导致的基质干扰
方案优势通过Thermo Scientific™Q Exactive™GC Orbitrap™GC-MS / MS系统对电解质老化问题进行研究，由于Q Exactive GC Orbitrap系统超高分辨率和超高质量精度，可对电解液进行更全面的表征，以更低的检出限获得更多化合物的精确质量数，从而识别并量化电解液中更多降解复合产物，提高对电解质老化未知溶剂分解机理的理解
Q Exactive GC Orbitrap GC-MS/MS system chromatograms of electrolyte extracted from an 18650 cell cycled at 20 °C diluted 1:10 in DCM with focus on the retention time from 3 to 10 min (a) and 10 to 14 min (b). 点击放大解决方案下载 GC Orbitrap质谱作为锂离子电池碎片材料取证的工具 GC Orbitrap质谱法鉴定锂离子电池降解产物更多解决方案内容
失效分析
电池鼓包气体GC-MS分析
分析痛点电池鼓包气体成分非常复杂，包括永久气体如氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等，短链碳氢化合物（C2-C5）及其他可挥发性化合物，很难用一根气相色谱柱进行完整系统分析不仅需要知道电池鼓包气体种类，同时需要了解电池所产生的各种气体浓度
方案优势分析系统配置六通阀反吹色谱预柱中目标组分以后的杂质，有效缩短分析时间，保护色谱分析柱，延长色谱柱使用寿命；一次进样，操作方便，对鼓包气中各组分能准确定性定量，系统长期稳定性好，数据可靠。图1. 阀图 点击放大图2. 实际样品测试谱图 点击放大更多解决方案内容
iCAP™ PRO系列 ICP-OES
iCAP™ RQplus 系列 ICP-MS
Dionex™ Integrion™ HPIC™ 系统
ISQ™ 7610 单四极杆 GC-MS
ELEMENT™ 系列 ICP-MS
Q Exploris GC GC-MS/MS 系统
国际前沿