高低温下电解液稳定性热分析测试流程

　　高低温下电解液稳定性的热分析测试，通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)两种手段，从相变行为和热分解行为两个维度全面评估电解液在不同温度条件下的稳定性。下面介绍测试流程：

　　DSC 测试流程(相变行为与热稳定性)

　　DSC 是评估电解液高低温稳定性的核心手段，可同时获取低温相变信息和高温分解信息。

　　低温段测试(相变行为表征)

　　温度范围：通常从 -120℃ 或更低开始升温

　　升温速率：5~10 K/min

　　目的：检测电解液中各溶剂组分的玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度和熔点(Tm)

　　关键参数：

　　Tg：反映电解液从玻璃态转变为高弹态的温度，伴随焓松弛现象

　　Tm：各溶剂(如 EMC、DMC、EC 等)的熔融峰位和熔融焓

　　应用：通过对比不同配方的熔融曲线，判断配方或添加剂是否有助于降低熔点、提高低温流动性，从而优化低温离子传输性能

　　高温段测试(热分解行为表征)

　　温度范围：室温至 300~400℃(根据电解液体系调整)

　　升温速率：5 K/min(常用)，也可设置 2、10、20 K/min 进行多速率测试

　　目的：获取起始分解温度(Tonset)、分解峰值温度(Tpeak)和分解放热焓(ΔH)

　　关键参数：Tonset 越高，说明电解液热稳定性越好;放热焓越大，说明分解反应越剧烈，热安全风险越高

　　多次升降温循环测试(冷热循环稳定性)

　　循环方案：例如 -40℃ ↔ 40℃，循环 10 次或更多

　　目的：模拟电池实际使用中反复经历昼夜温差、冬季低温、充电发热等工况

　　判据：

　　若循环后熔融焓、熔点保持稳定 → 电解液相变可逆性好，组分不流失、结构不破坏

　　若循环后熔融焓持续升高、熔点偏移 → 电解液在长期低温静置中易缓慢析出晶体、产生固相沉淀，低温长循环容量衰减快

　　电解液-电极界面反应测试

　　样品制备：将电解液与正极粉末(如 100% SOC 态)按一定比例混合

　　测试条件：在高压坩埚中密封，以 5 K/min 升温

　　目的：评估电解液与电极材料之间的界面催化效应，判断混合后是否发生协同热反应、放热量是否激增

　　TGA 测试流程(热分解与挥发行为)

　　TGA 通过监测样品质量随温度的变化，评估电解液的热稳定性和组分挥发特性。

　　温度范围：室温至 500~600℃

　　升温速率：5~10℃/min

　　气氛：高纯氩气(惰性保护)或空气(氧化环境)，根据测试目的选择

　　关键参数：

　　初始失重温度：对应低沸点溶剂的蒸发(如 DEC 在约 150℃ 附近挥发)

　　主要分解温度：对应电解液主体组分的热分解

　　残余质量：反映无机盐(如 LiPF₆ 分解产物)的残留量

　　应用：快速筛查不同配方电解液的热稳定性，标定分解温度，辅助分析组分构成和纯度

来源：网络