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锂电池电解液极化阻抗测试

检测项目

电化学阻抗谱测试:

  • 极化阻抗值:频率范围0.01Hz-100kHz(参照IEC62660),阻抗模量≤50mΩ·cm²
  • 相位角分析:相位角范围-90°至0°,电容效应评估
  • 等效电路拟合:Rct(电荷转移电阻)≥100Ω·cm²,误差<5%
离子传输性能:
  • 离子电导率:电导率≥10mS/cm(室温25℃),温度系数≤0.05/℃
  • 迁移数测定:锂离子迁移数≥0.4,阴离子迁移贡献比
  • 扩散系数计算:扩散系数≥10⁻¹¹m²/s,参照Arrhenius拟合
界面特性评估:
  • 界面阻抗测量:SEI层阻抗≤30Ω·cm²,频率依赖性分析
  • 界面电容测试:双电层电容≤10μF/cm²,恒电位法
  • 极化曲线斜率:Tafel斜率≤120mV/decade
热稳定性测试:
  • 热分解阻抗:分解温度≥180℃,阻抗变化率≤10%/℃
  • 温度循环阻抗:-40℃至85℃循环,阻抗波动≤15%
  • 热老化分析:老化后阻抗增长率≤20%(100h测试)
电化学稳定性:
  • 氧化电位:氧化起始电位≥4.5Vvs.Li/Li⁺,线性扫描伏安法
  • 还原电位:还原起始电位≤0.5Vvs.Li/Li⁺,循环伏安测试
  • 窗口宽度:电化学窗口≥4.5V,窗口稳定性评估
循环性能测试:
  • 循环阻抗变化:100次循环阻抗增加≤30%,恒电流充放电
  • 阻抗恢复率:恢复率≥95%,静置后测试
  • 容量保持率:容量衰减≤5%/循环,阻抗相关性分析
物理特性检测:
  • 粘度测量:粘度≤5cP(25℃),旋转粘度法
  • 密度测试:密度范围1.0-1.5g/cm³,精度±0.01g/cm³
  • 表面张力:表面张力≤30mN/m,参照Wilhelmy法
化学组成分析:
  • 溶剂纯度:杂质含量≤50ppm,GC-MS法
  • 锂盐浓度:LiPF₆浓度偏差±5%,滴定法
  • 添加剂含量:添加剂比例偏差±2%(如VC、FEC)
电导率依赖性:
  • 温度依赖性:电导率随温度变化率≤0.1%/℃
  • 浓度依赖性:浓度变化阻抗偏移≤10%,Arrhenius方程拟合
  • 压力响应:压力变化阻抗波动≤5%,高压测试
兼容性评估:
  • 电极兼容性:阻抗增长≤20%(与石墨/LCO配对)
  • 隔膜交互阻抗:界面阻抗≤40Ω·cm²
  • 添加剂协同效应:添加剂组合阻抗降低率≥15%

检测范围

1.有机溶剂锂盐电解液:涵盖碳酸酯类溶剂体系,重点检测离子电导率及高温稳定性

2.离子液体电解液:基于咪唑类或吡咯类离子液体,侧重低温柔性阻抗及电化学窗口

3.聚合物电解液:包含PEO基或PVDF-HFP基体系,检测界面极化阻抗及机械性能影响

4.固态电解质:硫化物或氧化物基材料,重点评估体相阻抗及界面电荷转移电阻

5.水性电解液:水基锂盐溶液,检测水解稳定性及低阻抗范围

6.混合溶剂电解液:多溶剂组合体系,侧重协同效应阻抗优化及温度依赖性

7.高电压电解液:适配高压正极材料,重点测试氧化电位稳定性及界面阻抗控制

8.低温电解液:设计用于-40℃环境,检测凝固点阻抗突变及低温导电性能

9.添加剂改性电解液:含成膜添加剂体系,评估添加剂浓度对界面阻抗影响

10.商业化锂离子电池电解液:成品电解液样品,全面检测储存稳定性及循环阻抗变化

检测方法

国际标准:

  • IEC62660-1:2018锂离子电池性能测试方法(规定EIS频率范围)
  • ASTMG59-97(2020)电化学阻抗谱标准测试法(详细等效电路拟合)
  • ISO15156:2020电化学系统腐蚀评估(涵盖界面阻抗测试)
国家标准:
  • GB/T31467.3-2015锂离子电池电性能测试(EIS方法差异:测试频率上限80kHz)
  • GB/T20252-2021锂离子电池电解液检测(电导率测试差异:使用四探针法)
  • GB/T33827-2017电池材料电化学性能(极化阻抗测试差异:恒电流模式优先)
(国际标准侧重宽频EIS分析,国家标准强调实用频率范围和简化拟合;在温度控制方面,IEC要求-40℃至85℃,GB/T限定-20℃至60℃,影响低温阻抗数据可比性)

检测设备

1.电化学工作站:CHI660E型(频率范围10μHz-1MHz,电流分辨率1pA)

2.阻抗分析仪:KeysightE4990A型(阻抗范围0Ω-100MΩ,精度±0.1%)

3.恒电位仪:Solartron1287型(电位范围±10V,扫描速率0.1mV/s-1V/s)

4.恒温槽:JulaboF32型(温度范围-40℃至200℃,稳定性±0.1℃)

5.旋转圆盘电极系统:PineAFMSRCE型(转速范围100-10000rpm,电极面积0.2cm²)

6.电导率仪:MettlerToledoSevenExcellence型(测量范围0.001μS/cm-1000mS/cm,温度补偿)

7.粘度计:BrookfieldDV2T型(粘度范围0.1-100000cP,剪切速率控制)

8.密度计:AntonPaarDMA4500型(密度范围0-3g/cm³,精度±0.0001g/cm³)

9.表面张力仪:KrüssK100型(张力范围0.1-1000mN/m,精度±0.01mN/m)

10.气相色谱仪:Agilent7890B型(检测限0.1ppm,分离效率≥95%)

11.恒电流充放电仪:LANDCT2001A型(电流范围0.1mA-10A,电压精度±1mV)

12.紫外光谱仪:ShimadzuUV-2600型(波长范围190-1400nm,分辨率0.1nm)

13.高压釜系统:Parr4520型(压力范围0-100bar,温度控制±2℃)

14.低温测试箱:EspecTSE-11型(温度范围-70℃至150℃,湿度控制)

15.激光粒度分析仪:MalvernMastersizer3000型(粒径范围0.01-3500μm,精度±0.1%)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

锂电池电解液极化阻抗测试
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。