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系统构成与工作原理 整套 DEMS 系统由载气传输调节系统、电化学反应装置、四极杆质谱仪三大部分组成:
1. 载气净化与传输系统:高纯载气(He/Ar)经捕集阱深度净化,去除 H₂O、CO₂等背景杂质,由高精度流量控制器稳定输送;载气流经电池单元,将电化学反应产生的气态产物完整带出。
2. 电化学反应装置:采用独创的螺旋梯度气体流场电池设计,在电池上方形成稳定的压力梯度流场,大幅减少涡流,气体传输效率接近 100%,确保定量结果准确可靠。
3. 双重防护进样系统:载气携带产物先后经过控温冷阱与 Teflon 疏水透气膜,高效滤除有机电解液蒸汽,既保护质谱仪不受溶剂侵蚀,又避免电解液碎片干扰目标气体检测。
4. 四极杆质谱检测:经加热恒温毛细管进入质谱真空系统,由电子轰击离子源(EI)电离,四极杆质量分析器分选,法拉第筒 / 电子倍增器检测,最终实时输出各组分离子流强度与浓度变化曲线。
产品特点
◆ 螺旋梯度流场设计,定量精准:电池单元采用独创的螺旋梯度气体流场结构,气流稳定、涡流少,气态产物传输效率接近 100%,大幅提升产气量定量的准确性,是研究电池副反应动力学的可靠保障;
◆ 双重除电解液保护,仪器寿命长:控温冷阱 + Teflon 疏水透气膜双重过滤,高效截留碳酸酯类电解液蒸汽,避免溶剂污染离子源与检测器,保障仪器长期稳定运行,同时消除电解液碎片对目标峰的干扰,数据更干净;
◆ 深度净化载气系统,背景极低:前置高效捕集阱,彻底去除载气中 H₂O、CO₂等杂质气体,大幅降低背景噪声,痕量产气信号清晰可辨,特别适合正极微量产气等高灵敏度需求的研究;
◆ 敷钍铱丝灯丝,抗水抗氧化:离子源灯丝采用敷钍铱丝材质,抗水、抗氧化能力远优于普通钨丝,可承受高湿度样气长期连续进样,灯丝寿命长、信号漂移小,满足长周期电池循环测试需求;
◆ 双检测器可选,量程全覆盖:法拉第筒(ppm 级)与电子倍增器(ppb 级)两种检测器按需选配,从大量产气到痕量释放一机覆盖,适配石墨负极、高镍正极、硅基负极等不同体系的研究需求;
◆ 全中文工作站,数据同步输出:配套全中文质谱分析软件,实时同步显示电化学参数与质谱离子流/浓度曲线,电位-产气关系一目了然;支持数据通用格式导出,便于与 Origin 等第三方软件联动分析;
◆ 无油真空系统,维护便捷:采用无油膜片泵与涡轮分子泵两级真空组合,杜绝泵油污染,真空系统维护量小,运行安静,适合实验室长时间连续运行。
典型应用
◆ SEI 膜形成机制研究:监测首次充放电过程产气,解析固态电解质界面膜生成机理;
◆ 电解液稳定性评价:对比不同电解液配方的产气行为,筛选高稳定性电解液体系;
◆ 电极材料筛选:评估正 / 负极材料的产气特性,优化材料改性方案;
◆ 电池失效机理分析:追踪循环过程中产气演变,揭示电池胀气、容量衰减根源;
◆ 添加剂作用机制研究:考察成膜添加剂对产气行为的影响,指导添加剂开发。
可检测气体
H₂、CO、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、CH₄、O₂、N₂等锂氧电池常见产气组分,及其他挥发性有机 / 无机气态产物。