高低温下电解液稳定性热分析测试方法

　　电解液的热稳定性是决定锂离子电池安全性和工作温度范围的关键因素。传统碳酸酯类电解液(如LiPF₆/EC+DMC)的商用工作温度范围通常限制在 -20 °C 至 55 °C，超过55 °C后LiPF₆会分解产生LiF和强Lewis酸PF₅，引发一系列副反应。 因此，通过热分析手段系统评估电解液在不同温度下的稳定性至关重要。

　　主要热分析测试方法

　　DSC(差示扫描量热法)

　　DSC是基础也是常用的热分析手段，用于测量电解液样品在不同升温速率下的热流变化，从而获取相变温度和反应热等信息。

　　测试条件：在N₂气氛下，以不同升温速率(β = 1、2、4、7、10 °C/min)从室温扫描至350 °C

　　样品制备：在手套箱中将3.5–5.0 mg电解液密封于40 µL标准铝坩埚中，防止接触空气和水分

　　获取参数：起始分解温度(T₀)、峰值温度(Tₚ)、终止温度(Tₑ)及反应热(ΔH)

　　ARC(加速量热法)

　　ARC在准绝热条件下模拟电池热失控过程，可同时记录温度和压力变化，弥补DSC无法检测压力变化的不足。

　　测试条件：在氩气手套箱中将电解液样品装入钛弹中，采用"加热-等待-搜索"模式，每5 °C递增，等待15 min后检测放热反应

　　触发条件：当样品自升温速率超过0.02 °C/min时判定为放热

　　获取参数：初始放热温度(T₀,ₛ)、z大自升温速率(dT/dt)ₘₐₓ、z大自升压速率(dP/dt)ₘₐₓ

　　TGA(热重分析)

　　TGA记录电解液在升温过程中的质量损失，用于确定分解温度和挥发性组分含量。

　　测试条件：以10 °C/min从室温加热至500 °C

　　关键指标：10%质量损失对应的温度(T_d)，反映电解液的热分解稳定性

　　进阶应用：TGA-MS联用可同时分析分解产物组成，包括溶剂和添加剂的含量

来源：网络