应用合集 | 台式核磁应用于电池电解液分析

2021-07-23 12:38:07, 牛津仪器 牛津仪器科技（上海）有限公司

      台式核磁共振在电池领域中有广泛的应用。通过X-Pulse台式核磁可以非常详细地表征液体电解质，包括电解液新配方的研发，生产过程的质量控制以及通过电解液降解产物分析电池故障。使用台式时间域核磁共振MQC+或MQR，可以表征隔膜的孔隙度，测量阳极液中石墨的颗粒大小，分析典型电池成分中的其他任何材料特性。



电池电解液研发

电解液是电池性能的关键组成部分，它由溶剂系统中的阴离子和阳离子组成。可充电锂离子电池具有高能量密度，已广泛为电子、医疗设备和电动汽车提供能量储存。目前的电池技术使用小分子液体有机溶剂，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)，外加锂离子（Li+）和六氟磷酸根([PF6]−) 离子。然而新的电极配方，如锂金属，锂化硅或硫化锂，需要新的电解液反应。优化电解液性能可以提高功率输出、使用寿命和安全性，使开发新系统成为当务之急。
台式核磁共振波谱仪能够快速和简便地测定关键性能参数，包括电解液组成、各组分的扩散系数、电导率、迁移数和粘度，从而加速电解液的研发。因此，它为新型电解液配方设计和性能优化提供了关键数据。
牛津仪器应用分享《宽带台式核磁共振用于电解液研发》概述了核磁共振用于电解液分析的实际方法，以及通过锂电池研发部门的实例说明测量的参数如何影响性能。



观察监测电池电解液分解

宽带台式核磁共振是电池电解液质量控制的强有力工具，它可以快速反馈这些复杂混合物的化学组成。仪器可以使用核磁共振1H谱分析溶剂，使用核磁共振19F、31P 和11B谱分析氟化盐和稳定剂，同时7Li和23Na谱可用于了解溶液中阳离子的特性。在牛津仪器《使用台式核磁共振观察和检测电解液分解》这一应用文章中，我们组合使用1H和19F核磁谱图来快速诊断两种商用锂离子电池电解液性能差异的来源。这种性能差异被确认是由于水解反应引起电解液降解而导致的。然后在相似的电解液上使用19F核磁共振反应监测，以了解降解反应的竞争动力学，使我们更完整地理解这一过程，从而找到更好的办法让未来的电解液更加稳定。最后，利用脉冲场梯度核磁共振来测量优异电解液和降解电解液间物理性质的显著差异。
通过牛津仪器应用分享《使用台式核磁共振观察和监测电解液分解》您将了解到：
  • 宽带台式核磁共振如何对电解液质量提供快速反馈
  • 反应监测如何帮助了解电解液的降解过程
  • 这些降解过程如何影响电解液的关键物理特性


优化电池电解液性能和质量

   

为了更深入了解台式核磁在电池电解液研发、分析过程中的应用，我们邀请牛津仪器NMR战略产品和应用经理James Sagar博士进行了一次访谈，在本次访谈中讨论了如何使用台式核磁共振来优化电池电解液的性能和质量。
本次访谈从理论内容到应用实例，多角度为大家呈现台式核磁共振如何应用于电池电解液分析，特别是对表征电池材料的理想设备X-Pulse台式核磁共振仪器进行详尽介绍。



James Sagar

牛津仪器战略产品经理

James在伦敦大学学院进行博士后研究后，于2015年加入牛津仪器，自2019年1月起担任牛津仪器核磁共振部门产品经理(台式核磁共振)。






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