原位电化学质谱（DEMS）与原位电化学红外光谱应用于电池材料测试

1.1 电催化DEMS应用概况

确定某产物生成的起始氧化电位或起始还原电位

电催化反应产物定性以及定量分析， 法拉第效率计算

电极反应吸附与脱附等电极过程动力学研究

同位素标记，电化学反应路径的解析（如OER反应中AEM，LOM机理验证）

电催化剂稳定性的评价

快速筛选催化剂，加速催化剂的评价和研发进程

HER、OER、CO2RR、ORR、MOR、EOR、NRR…… 

原位微分电化学质谱仪(DEMS)在电催化测试中，依靠真空压差作为动力，通过阻水透气膜将电极表面电化学反应产生的气体或挥发性产物或中间产物在毫秒时间内，抽取到质谱仪中，从而实现高灵敏度、高分辨率地检测到产物，主要应用于MOR，EOR，CO2RR，HER，OER，ORR，NRR，硝酸根还原，氨氧化等电催化反应中。

1.2 电池DEMS应用概况

高压钴酸锂首次充电氧气析出检测

富锂正极材料首次充电氧气析出检测

高镍正极材料首次充电氧气析出检测

电解液分解产生气体分析

金属空气电池（锂氧气，锂二氧化碳电池）放电和充电过程中气体检测 

原位电化学质谱仪(DEMS，OLEMS，OEMS)在电池测试中，能够原位分析锂离子电池、钠离子电池、金属空气电池等储能器件在运行过程中产生或消耗的微量气体，可以实时分析检测电池运行的不同阶段的气体消耗或生成情况，从而获得电化学反应中气体参与或气体释放的定性定量信息。

2.1 电催化原位红外光谱

利用分子振动的特征吸收，红外光谱可以用于监控在固体电极上的吸附态物种。在以下几个方面有重要用途：(1) 关键中间产物的识别和构型鉴定；（2）优先的反应路径和选择性确认；（3）反应环境影响的探究。适用于水系或非水系电催化反应体系，如CO2RR、OER、ORR、MOR、EOR等。

内反射模式（表面增强红外ATR-SEIRAS）：

可得到电催化吸附态产物或中间产物信息

外反射模式(IRRAS)：

可得到吸附态和溶液相中间产物或最终产物信息

2.2 电池原位红外光谱

适用于锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池、锂氧气电池、锌离子电池等非水系或水系电池体系，探究正极材料、负极材料、SEI膜、电解液分解、溶剂化以及锂离子动力学行为。

来源：艾克赛普