电解液分解温度测试检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-29  

本文围绕电解液分解温度测试检测展开,涵盖检测项目、范围、标准及仪器等核心内容。聚焦电解液热稳定性评估,涉及起始/峰值分解温度、分解速率、气体产物分析等关键指标,依据国际及国内标准,采用热重分析、气相色谱-质谱联用等专业方法,为电解液性能与安全性提供科学依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

起始分解温度(Td1):指电解液开始出现明显质量损失或放热的初始温度点,反映其热稳定性起始阈值。检测参数:温度范围25~500℃,升温速率5~20℃/min,精度±1℃。

峰值分解温度(Tdmax):热重曲线中质量损失速率最大的温度点,表征分解反应最剧烈阶段。检测参数:分辨率0.1℃,采样间隔1s,温度范围Td1~500℃。

终止分解温度(Td2):分解反应基本结束时的温度点,指示电解液热稳定上限。检测参数:温度范围300~600℃,失重量变化≤0.1%/min时的温度。

分解速率常数(k):基于阿伦尼乌斯方程计算的 Arrhenius 指前因子和活化能对应的速率常数,反映分解快慢。检测参数:活化能计算误差≤5%,需5个以上升温速率数据,温度范围Td1~Td2。

气体产物成分及含量:分解产生的CO₂、CO、HF、烃类等气体的体积分数或质量分数。检测参数:GC-MS检测限0.1ppm,定量精度±2%,覆盖C1~C5烃类及无机气体。

热稳定性指数(TSI):综合起始分解温度、峰值温度及总失重量的评价指标。检测参数:TSI=(Td1×(100-总失重量%))/1000,计算分辨率0.01。

分解活化能(Ea):通过Kissinger或Ozawa法计算的反应活化能,反映分解难易程度。检测参数:计算误差≤3%,需5个以上升温速率数据,温度范围25~600℃。

分解过程重量变化率(Δm%):分解阶段总质量损失百分比,表征电解液挥发或分解程度。检测参数:测量精度±0.01%,温度范围25~600℃,采样间隔10s。

分解电压阈值:电解液在特定电流密度下开始分解的电位值,反映电化学稳定性。检测参数:电压测量精度±10mV,电流密度0.1~10mA/cm²,扫描速率0.1mV/s。

不同升温速率下的分解特性:比较5、10、15、20℃/min速率下Td1、Tdmax的偏移规律,评估温度依赖性。检测参数:速率范围5~20℃/min,步长5℃/min,每个速率重复3次取平均。

分解气体释放速率:单位时间内分解产生气体的体积,反映分解剧烈程度。检测参数:流量测量精度±0.1mL/min,温度补偿至标准状态(25℃,101.3kPa)。

检测范围

锂离子电池液态电解液:由锂盐(如LiPF₆)溶解于碳酸酯类(EC、DEC)和醚类(DME)溶剂配制的导电溶液,用于3C、动力及储能电池。

固态聚合物电解质:以聚氧化乙烯(PEO)为基体的离子导电聚合物,应用于柔性电池及固态锂电池。

磷酸铁锂电池电解液:针对LiFePO₄正极优化的碳酸酯基电解液,含阻燃添加剂,用于电动汽车及储能系统。

钠离子电池电解液:以NaClO₄或NaPF₆为溶质,碳酸丙烯酯(PC)为溶剂的电解液,适用于高能量密度钠电池。

超级电容器有机电解液:基于TEA BF₄在高氯酸三甲胺盐中的离子液体,用于高功率脉冲电源。

铅酸蓄电池电解液:密度1.24~1.30g/cm³的硫酸水溶液,需检测高温下的分解导致的水损耗和酸雾产生。

镍氢电池电解液:6~8mol/L KOH水溶液,添加LiOH改善循环性能,检测其高温分解产生的氧气释放量。

燃料电池质子交换膜电解液:全氟磺酸树脂(Nafion)膜中浸泡的H⁺导电溶液,用于氢燃料电池的质子传导。

太阳能电池钙钛矿电解液:碘化铅(PbI₂)与二甲基亚砜(DMSO)配制的离子液体,用于钙钛矿光伏器件的电荷传输。

高温熔盐电解液:由硝酸钠(NaNO₃)、硝酸钾(KNO₃)组成的混合熔盐,在300~600℃下用于熔盐电池储能。

检测标准

ASTM D746-2021:JianCe Test Method for Thermal Stability of Electrical Insulating Liquids,规定电气绝缘液体热稳定性测试方法,适用于电解液起始分解温度测定。

ISO 11357-1:2019:Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 1: General principles,规范差示扫描量热法测试条件,用于电解液分解焓变和温度测定。

IEC 62619:2022:Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes — Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications,要求储能电池用电解液的热稳定性测试,包括分解温度和气体释放量。

GB/T 31484-2015:电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法,规定动力电池电解液在循环过程中分解产物的限量,涉及分解温度间接评估。

YS/T 677-2019:锂离子电池用电解液,明确电解液水分、HF含量及热稳定性测试方法,要求起始分解温度≥120℃。

ASTM E1131-2018:JianCe Test Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry,利用热重分析仪进行电解液分解产物成分定量分析。

GB/T 33827-2017:锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料,规定电解液与正极材料界面反应导致的分解温度测试方法。

JianCe 1642-2021:JianCe for Lithium Batteries,要求锂电池电解液在过充、短路等滥用条件下的分解温度及气体释放量测试。

JB/T 10737-2014:电动工具用锂离子电池,规定电动工具用电解液的高温分解特性,包括120℃下30天的重量损失率≤2%。

DIN EN 60079-14:2018:Explosive atmospheres — Part 14: Electrical installations design, selection and erection,涉及防爆环境中电解液分解产生的可燃气体浓度限制,需检测分解温度及气体成分。

检测仪器

热重分析仪(TGA):通过测量样品质量随温度变化,确定电解液分解过程中的质量损失率和温度点。功能包括程序升温控制(速率1~20℃/min)、高精度天平(精度0.1μg),用于起始分解温度、终止分解温度及总失重量测定。

差示扫描量热仪(DSC):监测电解液在程序控温下的热量变化,识别分解反应的吸热/放热峰。功能支持温度范围-150~600℃、扫描速率0.1~20℃/min,用于峰值分解温度、分解焓变测定。

气相色谱-质谱联用仪(GC-MS):分离并鉴定电解液分解产生的气体成分,定量分析各组分含量。功能包括气相色谱柱分离(极性/非极性柱可选)、质谱检测器(质量范围1~1000Da),用于气体产物成分及含量检测。

高压差示扫描量热仪(HP-DSC):在高压环境(≤10MPa)下进行DSC测试,模拟电池内部高压条件。功能支持压力范围1~10MPa、温度范围25~300℃,用于高压下电解液分解温度及放热行为测定。

热机械分析仪(TMA):测量电解液在恒定压力下的尺寸随温度变化,辅助分析分解过程中的体积膨胀或收缩。功能包括位移传感器(精度0.1μm)、温度范围-196~1000℃,用于分解过程的体积变化率测定。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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