电池原位产气测试(In-situ Gas Evolution Testing)是研究锂离子电池(或其他电化学储能体系)在充放电、老化或滥用过程中内部气体生成行为的关键手段。该测试可揭示副反应机制(如电解液分解、SEI 膜生长、正极释氧等)，对提升电池安全性、循环寿命和快充性能具有重要意义。
主要分为三大类：质谱法、气相色谱法和压力/体积法。通常会采用联用技术。
1. 在线电化学质谱法
这是目前强大、常用的原位产气分析技术。
原理：在电池上连接一个微小的毛细管(常采用多孔PTFE膜或熔融石英毛细管作为气体采样接口)，将电池内部产生的气体持续、微量地引入到高真空腔体内的质谱仪中进行实时分析。
核心技术(微分电化学质谱 - DEMS)：
在电池设计上集成一个三电极电化学池，工作电极(如涂覆材料的极片)附近就是气体采样口。
质谱仪能够以秒级甚至更快的速度，同时监测多种气体(m/z值不同)的离子流强度，并将其与工作电极的电位/电流进行同步关联。
优点：
灵敏度极高：可检测ppm甚至ppb级的气体。
快速、连续：可实时跟踪气体演化速率。
定性能力强：可同时监测多种气体。
缺点：
设备昂贵、复杂，操作和维护门槛高。
真空系统可能导致部分挥发性电解液溶剂也被抽出，干扰分析。
通常需要定制特殊的电化学池。
2. 在线气相色谱法
原理：通过六通阀等进样系统，从电池的顶空或循环回路中定时、定量地抽取气体样品，注入气相色谱仪进行分离和定量分析。
优点：
定量非常准确，可用于精确计算产气摩尔量。
分离能力强，能有效区分同分异构体等GC-MS难以区分的物质。
缺点：
非连续：采样是离散的，会丢失两次采样之间的动态信息。
时间分辨率较低(通常几分钟一次分析)。
需要标准气体进行校准。
3. 原位压力/体积测试法
这是一种更直观、成本相对较低的定量方法。
原理：
压力法：将电池(通常是软包电池或带压力传感器的扣式电池)置于一个密闭的刚性容器中。通过高精度压力传感器监测容器内部压力的变化，从而计算出产生的气体总量(根据理想气体状态方程PV=nRT)。
体积法(排水集气法)：将电池产生的气体导入一个倒置的、充满液体的量筒中，通过排出的液体体积直接测量气体体积。
优点：
设备简单、成本低，易于集成到常规测试设备中。
可对全电池进行长时间、循环周期的累积产气量测试。
定量总产气量非常直接。
缺点：
无法区分气体种类，只能得到总压力/体积变化。
压力变化可能受温度波动影响较大，需要精确控温。
对于产气量很小的情况，灵敏度可能不足。
来源：网络
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