SJT 11995-2025 鋰離子電池電解液中金屬雜質含量測試方法標準立項發展報告

鋰離子電池電解液中金屬雜質含量測試方法標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforMetalImpurityContentinElectrolyteforLithium-IonBatteries摘要隨著鋰離子電池在新能源汽車、儲能系統及消費電子領域的廣泛應用，其安全性、循環壽命和一致性受到產業界與學術界的高度關注。電解液作為鋰離子電池的“血液”，其純度水平直接影響電池的界面成膜特性、高溫穩定性及自放電行為。然而，電解液在制備、運輸及注液環節中不可避免地引入鐵、銅、鋅、鈉、鈣等金屬雜質，微量甚至痕量級雜質即可導致電池容量衰減加劇、內阻增大及安全隱患。為規范電解液中金屬雜質含量的檢測方法與評價依據，工業和信息化部發布行業標準SJ/T11995-2025《鋰離子電池電解液中金屬雜質含量測試方法》，于2025年5月9日發布，2025年8月1日正式實施。本標準規定了電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）與電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）兩種測試路徑，系統界定了樣品前處理、儀器參數設定、校準曲線繪制及結果計算與精密度要求等核心技術內容。本報告系統梳理了該標準的立項背景、編制原則、核心技術要素、試驗驗證過程及應用價值，為相關檢測機構、電解液生產企業和電池制造企業提供標準實施指導，并為后續標準體系的完善與升級提供參考。關鍵詞：鋰離子電池；電解液；金屬雜質；ICP-OES；ICP-MS；行業標準；測試方法AbstractWiththewidespreadapplicationoflithium-ionbatteriesinnewenergyvehicles,energystoragesystems,andconsumerelectronics,theirsafety,cyclelife,andconsistencyhaveattractedsignificantattentionfrombothindustryandacademia.Asthe"blood"oflithium-ionbatteries,thepurityleveloftheelectrolytedirectlyaffectsinterfacialfilmformationcharacteristics,high-temperaturestability,andself-dischargebehavior.However,metalimpuritiessuchasiron,copper,zinc,sodium,andcalciumareinevitablyintroducedduringthepreparation,transportation,andelectrolytefillingprocesses.Eventraceorultra-tracelevelsofimpuritiescanleadtoacceleratedcapacitydegradation,increasedinternalresistance,andpotentialsafetyhazards.Tostandardizethetestmethodsandevaluationcriteriaformetalimpuritycontentinelectrolyte,theMinistryofIndustryandInformationTechnologyissuedtheindustrystandardSJ/T11995-2025"TestMethodforMetalImpurityContentinElectrolyteforLithium-IonBatteries,"publishedonMay9,2025,andofficiallyimplementedonAugust1,2025.Thisstandardspecifiestwotestingapproaches:InductivelyCoupledPlasmaOpticalEmissionSpectrometry(ICP-OES)andInductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry(ICP-MS),systematicallydefiningsamplepretreatment,instrumentparameterconfiguration,calibrationcurvepreparation,resultcalculation,andprecisionrequirements.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,compilationprinciples,coretechnicalelements,experimentalvalidationprocess,andapplicationvalueofthestandard,providingimplementationguidancefortestinginstitutions,electrolytemanufacturers,andbatteryenterprises,whileofferingreferencesforfurtherimprovementandupgradingofthestandardsystem.Keywords:Lithium-ionbattery;Electrolyte;Metalimpurities;ICP-OES;ICP-MS;Industrystandard;Testmethod一、引言1.1標準立項背景鋰離子電池作為當前綜合性能最優的電化學儲能體系之一，其產業鏈涵蓋正極材料、負極材料、電解液、隔膜四大關鍵主材。其中，電解液主要由鋰鹽（如LiPF?）、有機碳酸酯溶劑及功能添加劑構成，承擔著離子傳輸和界面調控的雙重功能。電解液的化學純度和雜質控制水平，是決定電池比容量發揮、倍率性能、高溫存儲及安全特性的關鍵因素之一。在電解液實際生產和應用過程中，金屬雜質的引入途徑復雜多樣：原材料（鋰鹽、溶劑）中攜帶的微量金屬離子、生產設備（反應釜、管道、儲罐）在酸性介質下的金屬溶出、包裝容器（鋁桶、不銹鋼桶）的腐蝕遷移、以及運輸和儲存過程中的環境交叉污染等。上述途徑引入的鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鈉（Na）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鋁（Al）、鎳（Ni）、鉻（Cr）等金屬雜質，即使在ppm（百萬分之一）乃至ppb（十億分之一）級別，也可能在電池充放電過程中發生電化學還原沉積，刺穿隔膜或催化電解液分解，進而引發電池微短路、容量跳水甚至熱失控。據中國汽車動力電池產業創新聯盟統計數據，2024年我國動力電池累計裝車量已超過510GWh，對應電解液需求量超過60萬噸。然而，面對如此龐大的產業規模，行業內缺乏統一、權威且可比的電解液金屬雜質測試方法標準。各企業采用的檢測方法和質量控制限度各異，導致產品對標困難，質量問題難以追溯。因此，制定統一規范的金屬雜質測試方法標準已成為產業發展的緊迫需求。1.2標準編制意義本標準的發布填補了鋰離子電池電解液金屬雜質檢測領域行業標準的空白，其意義體現在以下三個層面：產業層面，統一測試方法為電解液生產企業的質量控制和產品出廠檢驗提供了標準化依據，有助于提升產品質量的一致性和可靠性，推動電解液產品分級分類管理。技術層面，本標準系統比較了ICP-OES和ICP-MS兩種主流測試技術在電解液基質中的適用性，明確了各自的檢測范圍和方法特性，為不同精度需求的檢測場景提供了技術指引。管理層面，標準的實施為行業監管、第三方檢測認證及上下游質量爭議仲裁提供了統一的技術依據，對促進鋰電產業健康有序發展具有重要的支撐作用。二、標準編制概況2.1標準基本信息本標準為中華人民共和國電子行業標準，標準編號為SJ/T11995-2025，由工業和信息化部發布。標準按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草，分類號為“電子技術專用材料”，國別為中國，語言為中文簡體，版本說明為“詢價購買”。標準于2025年5月9日發布，2025年8月1日起正式實施，當前狀態為“現行”。2.2標準適用范圍本標準適用于鋰離子電池用電解液（包括液態電解液），規定了其中鐵、銅、鋅、鈉、鈣、鎂、鋁、鎳、鉻等金屬雜質含量的電感耦合等離子體發射光譜法和電感耦合等離子體質譜法測定方法。對于其他類型電解液體系（如固態電解質前驅液、凝膠電解液），在驗證適用性后也可參照執行。2.3編制原則本標準的編制遵循以下三項原則：科學性：基于大量實驗驗證和實驗室間比對數據，確保所規定的測試條件、儀器參數和計算方法具有充分的科學依據和可重復性。適用性：充分考慮電解液樣品的特殊基質效應（高濃度鋰鹽、有機溶劑體系）和檢測靈敏度需求，方法設計兼顧常規質量控制與研究評價的不同場景。規范性：嚴格遵循國家標準編寫規則和計量溯源要求，確保標準技術內容的規范性和可操作性。三、核心技術內容解析3.1方法原理與檢測技術本標準規定了兩種檢測方法，分別適用于不同精度需求的檢測場景。ICP-OES法：利用電感耦合等離子體作為激發光源，樣品溶液經霧化器氣溶膠化后被載氣引入等離子體炬焰中，在約6000-8000K高溫下被原子化和激發，各元素原子發射特征波長的光譜。通過測量特征譜線強度與標準溶液濃度的線性關系，實現多元素的同時定量分析。ICP-OES法具有線性范圍寬、基體耐受能力強、分析速度快等優勢，各元素的檢出限一般為0.1~10μg/L，適用于電解液中金屬雜質含量在較高濃度范圍（mg/kg級別）的常規檢測。ICP-MS法：樣品溶液經霧化后進入等離子體離子源，在高溫下電離產生帶正電荷的離子，通過接口系統進入質譜分析器，依據離子的質荷比（m/z）進行分離和檢測。ICP-MS法具有極高的靈敏度（檢出限可達ng/L級別）、譜線簡單、可進行同位素稀釋分析等優點，適用于雜質含量極低（μg/kg級別）或需要更高精度的高端應用場景。兩種方法互為補充，ICP-OES適用于常規質量控制，ICP-MS適用于更高靈敏度要求的研究與檢測需求。3.2樣品前處理電解液樣品具有高度易燃性（有機溶劑含量高）和對水分敏感的特性（LiPF?遇水分解產生HF），其前處理方式直接影響測試結果的準確性和操作安全性。本標準規定的樣品前處理流程主要包括以下幾個方面：首先，樣品應在惰性氣氛保護下（如氬氣手套箱）進行取樣和分裝，避免空氣中的水分與電解液發生副反應；其次，采用酸化消解方式分解有機基質，使金屬元素以離子形態穩定存在于溶液中，消解體系通常采用稀硝酸或王水體系；再次，對高濃度鋰鹽基體可能產生的基體效應，規定了基體匹配或標準加入法進行校正。標準還明確了樣品在消解過程中的溫度、時間等關鍵參數的設定范圍，以保證樣品消解的完全性和元素回收率。3.3儀器條件與校準為保證檢測結果的準確性和實驗室間可比性，本標準對儀器的關鍵參數和校準程序進行了規范。在儀器參數方面，標準分別列出了ICP-OES和ICP-MS兩種方法的推薦工作條件，包括射頻功率、霧化氣流量、輔助氣流量、等離子體氣流量、觀測高度/采樣深度、蠕動泵轉速等關鍵參數，并給出了典型參考范圍。同時，標準強調了儀器在分析前需進行靈敏度、分辨率和短期穩定性等性能核查。在校準程序方面，標準規定了混合標準溶液的配制方法、校準曲線的濃度系列設置（不少于5個濃度點）、線性相關系數要求（通常要求r≥0.999）以及空白溶液的使用要求。對于可能存在的基體干擾，標準推薦采用基體匹配法或標準加入法對測定結果進行驗證和校正。此外，標準還明確規定了內標元素的選擇原則和使用方法，以補償儀器信號漂移和基體效應帶來的測量偏差。3.4結果計算與精密度要求標準對檢測結果的計算表達方式和精密度要求做了明確的規定。測試結果以電解液質量分數（mg/kg或μg/kg）表示，單個樣品應進行平行測定，平行測定結果的相對標準偏差（RSD）應符合標準規定的限值要求。標準還規定了檢出限和定量限的確定方法，要求實驗室根據自身儀器條件進行方法驗證，確保所報告數據的可靠性。3.5質量保證與控制為保證檢測結果的可靠性和可追溯性，標準設置了系統的質量保證與質量控制（QA/QC）要求：每次分析應同時進行空白試驗，空白值應低于方法檢出限；應使用有證標準物質或自制備質控樣品進行準確度驗證，回收率須在標準規定的范圍內；標準溶液和試劑的純級要求予以明確規定，所有用水應符合GB/T6682規定的二級水或以上要求。四、主要起草單位介紹本標準的主要起草單位包括中國電子技術標準化研究院、深圳新宙邦科技股份有限公司、廣州天賜高新材料股份有限公司、寧德新能源科技有限公司、合肥國軒高科動力能源有限公司等多家行業領軍企業及研究機構。其中，中國電子技術標準化研究院（電子工業標準化研究院，原信息產業部電子第四研究所）作為標準的主要牽頭起草單位，是本標準編制的核心力量。該研究院成立于1963年，是工業和信息化部直屬的標準化專業研究機構，長期從事電子信息技術領域的標準研究與制定工作，是電子行業標準（SJ）的主要歸口管理單位。在鋰離子電池相關標準領域，中國電子技術標準化研究院已先后牽頭制定了多項重要的國家和行業標準，涵蓋電池產品性能、安全要求、材料檢測方法等多個維度，構建了較為完整的鋰電池標準體系。研究院擁有國內領先的電子材料檢測實驗室，配備了包括高分辨率ICP-MS、ICP-OES在內的先進分析儀器，具備完善的檢測方法開發和標準驗證能力。在SJ/T11995-2025的研制過程中，該研究院承擔了方法學研究、實驗室間比對試驗組織、標準文本起草和征求意見匯總處理等核心工作，為標準的技術先進性和可操作性提供了堅實保障。此外，深圳新宙邦科技股份有限公司和廣州天賜高新材料股份有限公司作為國內電解液產銷量領先的企業，在標準編制中貢獻了豐富的生產實踐數據和檢測經驗，確保了標準與企業實際質量控制需求的有效銜接。寧德新能源科技有限公司和合肥國軒高科動力能源有限公司則分別從消費類電池和動力電池的應用角度，為標準方法驗證提供了多元化的場景輸入。五、標準實施與應用5.1標準實施要點SJ/T11995-2025已于2025年8月1日起正式實施。對于電解液生產企業和電池制造企業而言，標準實施過程中需要重點關注以下幾個要點：實驗室能力建設：企業檢測實驗室應配置滿足標準要求的ICP-OES或ICP-MS儀器設備，并建立相應的樣品前處理操作流程和安全防護措施。由于電解液樣品具有易燃性和濕敏性，樣品前處理區域應符合通風、防火和惰性氣氛保護要求。方法驗證與確認：實驗室在首次應用該標準方法前，應進行方法驗證，確認檢出限、定量限、精密度、回收率和線性范圍等性能指標滿足標準規定的技術要求。建議參加能力驗證計劃或