【摘要】 本项目通过微分电化学质谱（DEMS）、气相色谱（GC）、加速绝热量热仪（ARC）和热重-质谱联用技术（TG-MS），系统分析电池在充放电或存储过程中产生的气体成分及压力变化。结合原位产气、鼓包气、热分解产气的多维度检测数据，揭示胀气现象的化学机制与热失控风险，为优化电池材料、工艺及安全性评估提供科学依据。

电池产气成分分析

 

电池在实际使用过程中(充放电或存储过程中),电池内部产生的气体和压力会导致密闭电池系统发生胀气现象，是引发电池安全性问题的重要原因。本项目使用微分电化学质谱（DEMS)、气相色谱（GC）、加速绝热量热仪（ARC)和热重-质谱联用技术（TG-MS） 进行测试，分别进行原位产气分析、鼓包气分析、产气容量分析和产气分析，帮助研发人员分析电池产气的成分组成，有助于更准确的评估电池的安全性能。

 

加速绝热量热仪（ARC)

 

鼓包气分析

通过加热使鼓包气体至挥发气体状态，再通过气相色谱的分离柱高效分离后，利用TCD检测器进行定性和定量分析，得到气体的成分和含量数据。

原位产气分析

DEMS系统将电化学反应装置与质谱仪连用，由电化学反应产生的挥发性产物从疏水透气的膜接口进入质谱仪的真空系统管路中，通过质谱仪获得不同质荷比离子的电流随时间的变化，可以实时分析检测电池运行的不同阶段的气体消耗或生成情况，从而获得电化学反应中气体参与或气体释放的定性定量信息。

热产气分析

样品置于热失重仪中，在氮气气氛下，将样品慢速升温，使其从室温到600度加热范围内，随着样品分解，利用吹扫气将生成的气体产物通过连接头吹入质谱仪中,检测得到不同质荷比的气体随温度变化的曲线，分析样品分解过程的气体产物。

 

案例分享

软包电池产气分析-GC

电芯产气成分和含量

 

电芯产气成分和含量

 

软包电池电芯的产气成分主要包括 CO2、C2H4、C3H8、O2、H2 和 CO。这些气体的产生与电池内部的化学反应密切相关，具体来源需要结合电池的使用条件（如温度、电压、充放电状态）进一步分析。如果气体含量较高或异常，可能需要优化电池材料或工艺以减少副反应。

科学指南针电池材料检测