天游线路检测中心 使用硫化物基固体电解质的全固态锂离子电池产生的气体分析

简介

为了性能维护和质量控制，正在研究了解使用二次电池时内部产生的气体。使用可以提取内部产生的气体的实验电池，可以识别产生的气体类型并估计产生量的变化，尽管环境与电池实际运行的封闭空间不同。本文重点关注全固态电池充放电过程中产生的气体，并介绍使用质谱仪的分析示例。

这次，我们使用高性能气相色谱飞行时间质谱仪 JMS-T2000GC AccuTOF™ GC-Alpha 来鉴定池中产生的气体类型，并使用气相色谱质谱仪 JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta 测量气体量的变化。我们将介绍结果。

分析方法

我们将质谱仪连接到可以供应气体并提取产生的气体的实验电池，并测量充电和放电之后和期间产生的气体。实验池和质谱仪之间的连接图像如下所示。

使用 JMS-T2000GC AccuTOF™ GC-Alpha 识别充电和放电后电池内部产生的气体种类

以高质量分辨率测量池中产生的气体，并使用精确质量计算提取的质谱和主峰。结果如下所示。在充放电后的气体中发现了被认为源自固体电解质的各种硫化物（H₂S、CH₄S、C₂H₆S) 以及碘甲烷 (CH₃I)等被检测到。此外，在检测到的成分中，硫化氢（H₂S)，我们确认放电后产生的量增加。

充电后

出院后

使用 JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta 充电和放电期间电池内部产生的气体的变化

充电和放电时电池内部产生的气体的实时测量结果如下所示。该图显示了电池内部产生的硫化氢和碘甲烷的量的变化。对于硫化氢，在充电开始后立即显着下降，然后逐渐下降，直到开始切换到放电时开始上升。至于碘甲烷，在充电开始后立即显着增加，然后逐渐增加，然后在切换到放电时开始减少，这表明与硫化氢的行为相反。

致谢

我们要感谢丰桥工业大学（电气电子信息工程系）的 Atsunori Matsuda 教授和 Reiko Matsuda 教授为创建应用程序准备了实验单元。