SJT 11995-2025 锂离子电池电解液中金属杂质含量测试方法标准立项发展报告

锂离子电池电解液中金属杂质含量测试方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforMetalImpurityContentinElectrolyteforLithium-IonBatteries摘要随着锂离子电池在新能源汽车、储能系统及消费电子领域的广泛应用，其安全性、循环寿命和一致性受到产业界与学术界的高度关注。电解液作为锂离子电池的“血液”，其纯度水平直接影响电池的界面成膜特性、高温稳定性及自放电行为。然而，电解液在制备、运输及注液环节中不可避免地引入铁、铜、锌、钠、钙等金属杂质，微量甚至痕量级杂质即可导致电池容量衰减加剧、内阻增大及安全隐患。为规范电解液中金属杂质含量的检测方法与评价依据，工业和信息化部发布行业标准SJ/T11995-2025《锂离子电池电解液中金属杂质含量测试方法》，于2025年5月9日发布，2025年8月1日正式实施。本标准规定了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）与电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）两种测试路径，系统界定了样品前处理、仪器参数设定、校准曲线绘制及结果计算与精密度要求等核心技术内容。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制原则、核心技术要素、试验验证过程及应用价值，为相关检测机构、电解液生产企业和电池制造企业提供标准实施指导，并为后续标准体系的完善与升级提供参考。关键词：锂离子电池；电解液；金属杂质；ICP-OES；ICP-MS；行业标准；测试方法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标准立项背景锂离子电池作为当前综合性能最优的电化学储能体系之一，其产业链涵盖正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大关键主材。其中，电解液主要由锂盐（如LiPF₆）、有机碳酸酯溶剂及功能添加剂构成，承担着离子传输和界面调控的双重功能。电解液的化学纯度和杂质控制水平，是决定电池比容量发挥、倍率性能、高温存储及安全特性的关键因素之一。在电解液实际生产和应用过程中，金属杂质的引入途径复杂多样：原材料（锂盐、溶剂）中携带的微量金属离子、生产设备（反应釜、管道、储罐）在酸性介质下的金属溶出、包装容器（铝桶、不锈钢桶）的腐蚀迁移、以及运输和储存过程中的环境交叉污染等。上述途径引入的铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钠（Na）、钙（Ca）、镁（Mg）、铝（Al）、镍（Ni）、铬（Cr）等金属杂质，即使在ppm（百万分之一）乃至ppb（十亿分之一）级别，也可能在电池充放电过程中发生电化学还原沉积，刺穿隔膜或催化电解液分解，进而引发电池微短路、容量跳水甚至热失控。据中国汽车动力电池产业创新联盟统计数据，2024年我国动力电池累计装车量已超过510GWh，对应电解液需求量超过60万吨。然而，面对如此庞大的产业规模，行业内缺乏统一、权威且可比的电解液金属杂质测试方法标准。各企业采用的检测方法和质量控制限度各异，导致产品对标困难，质量问题难以追溯。因此，制定统一规范的金属杂质测试方法标准已成为产业发展的紧迫需求。1.2标准编制意义本标准的发布填补了锂离子电池电解液金属杂质检测领域行业标准的空白，其意义体现在以下三个层面：产业层面，统一测试方法为电解液生产企业的质量控制和产品出厂检验提供了标准化依据，有助于提升产品质量的一致性和可靠性，推动电解液产品分级分类管理。技术层面，本标准系统比较了ICP-OES和ICP-MS两种主流测试技术在电解液基质中的适用性，明确了各自的检测范围和方法特性，为不同精度需求的检测场景提供了技术指引。管理层面，标准的实施为行业监管、第三方检测认证及上下游质量争议仲裁提供了统一的技术依据，对促进锂电产业健康有序发展具有重要的支撑作用。二、标准编制概况2.1标准基本信息本标准为中华人民共和国电子行业标准，标准编号为SJ/T11995-2025，由工业和信息化部发布。标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草，分类号为“电子技术专用材料”，国别为中国，语言为中文简体，版本说明为“询价购买”。标准于2025年5月9日发布，2025年8月1日起正式实施，当前状态为“现行”。2.2标准适用范围本标准适用于锂离子电池用电解液（包括液态电解液），规定了其中铁、铜、锌、钠、钙、镁、铝、镍、铬等金属杂质含量的电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定方法。对于其他类型电解液体系（如固态电解质前驱液、凝胶电解液），在验证适用性后也可参照执行。2.3编制原则本标准的编制遵循以下三项原则：科学性：基于大量实验验证和实验室间比对数据，确保所规定的测试条件、仪器参数和计算方法具有充分的科学依据和可重复性。适用性：充分考虑电解液样品的特殊基质效应（高浓度锂盐、有机溶剂体系）和检测灵敏度需求，方法设计兼顾常规质量控制与研究评价的不同场景。规范性：严格遵循国家标准编写规则和计量溯源要求，确保标准技术内容的规范性和可操作性。三、核心技术内容解析3.1方法原理与检测技术本标准规定了两种检测方法，分别适用于不同精度需求的检测场景。ICP-OES法：利用电感耦合等离子体作为激发光源，样品溶液经雾化器气溶胶化后被载气引入等离子体炬焰中，在约6000-8000K高温下被原子化和激发，各元素原子发射特征波长的光谱。通过测量特征谱线强度与标准溶液浓度的线性关系，实现多元素的同时定量分析。ICP-OES法具有线性范围宽、基体耐受能力强、分析速度快等优势，各元素的检出限一般为0.1~10μg/L，适用于电解液中金属杂质含量在较高浓度范围（mg/kg级别）的常规检测。ICP-MS法：样品溶液经雾化后进入等离子体离子源，在高温下电离产生带正电荷的离子，通过接口系统进入质谱分析器，依据离子的质荷比（m/z）进行分离和检测。ICP-MS法具有极高的灵敏度（检出限可达ng/L级别）、谱线简单、可进行同位素稀释分析等优点，适用于杂质含量极低（μg/kg级别）或需要更高精度的高端应用场景。两种方法互为补充，ICP-OES适用于常规质量控制，ICP-MS适用于更高灵敏度要求的研究与检测需求。3.2样品前处理电解液样品具有高度易燃性（有机溶剂含量高）和对水分敏感的特性（LiPF₆遇水分解产生HF），其前处理方式直接影响测试结果的准确性和操作安全性。本标准规定的样品前处理流程主要包括以下几个方面：首先，样品应在惰性气氛保护下（如氩气手套箱）进行取样和分装，避免空气中的水分与电解液发生副反应；其次，采用酸化消解方式分解有机基质，使金属元素以离子形态稳定存在于溶液中，消解体系通常采用稀硝酸或王水体系；再次，对高浓度锂盐基体可能产生的基体效应，规定了基体匹配或标准加入法进行校正。标准还明确了样品在消解过程中的温度、时间等关键参数的设定范围，以保证样品消解的完全性和元素回收率。3.3仪器条件与校准为保证检测结果的准确性和实验室间可比性，本标准对仪器的关键参数和校准程序进行了规范。在仪器参数方面，标准分别列出了ICP-OES和ICP-MS两种方法的推荐工作条件，包括射频功率、雾化气流量、辅助气流量、等离子体气流量、观测高度/采样深度、蠕动泵转速等关键参数，并给出了典型参考范围。同时，标准强调了仪器在分析前需进行灵敏度、分辨率和短期稳定性等性能核查。在校准程序方面，标准规定了混合标准溶液的配制方法、校准曲线的浓度系列设置（不少于5个浓度点）、线性相关系数要求（通常要求r≥0.999）以及空白溶液的使用要求。对于可能存在的基体干扰，标准推荐采用基体匹配法或标准加入法对测定结果进行验证和校正。此外，标准还明确规定了内标元素的选择原则和使用方法，以补偿仪器信号漂移和基体效应带来的测量偏差。3.4结果计算与精密度要求标准对检测结果的计算表达方式和精密度要求做了明确的规定。测试结果以电解液质量分数（mg/kg或μg/kg）表示，单个样品应进行平行测定，平行测定结果的相对标准偏差（RSD）应符合标准规定的限值要求。标准还规定了检出限和定量限的确定方法，要求实验室根据自身仪器条件进行方法验证，确保所报告数据的可靠性。3.5质量保证与控制为保证检测结果的可靠性和可追溯性，标准设置了系统的质量保证与质量控制（QA/QC）要求：每次分析应同时进行空白试验，空白值应低于方法检出限；应使用有证标准物质或自制备质控样品进行准确度验证，回收率须在标准规定的范围内；标准溶液和试剂的纯级要求予以明确规定，所有用水应符合GB/T6682规定的二级水或以上要求。四、主要起草单位介绍本标准的主要起草单位包括中国电子技术标准化研究院、深圳新宙邦科技股份有限公司、广州天赐高新材料股份有限公司、宁德新能源科技有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司等多家行业领军企业及研究机构。其中，中国电子技术标准化研究院（电子工业标准化研究院，原信息产业部电子第四研究所）作为标准的主要牵头起草单位，是本标准编制的核心力量。该研究院成立于1963年，是工业和信息化部直属的标准化专业研究机构，长期从事电子信息技术领域的标准研究与制定工作，是电子行业标准（SJ）的主要归口管理单位。在锂离子电池相关标准领域，中国电子技术标准化研究院已先后牵头制定了多项重要的国家和行业标准，涵盖电池产品性能、安全要求、材料检测方法等多个维度，构建了较为完整的锂电池标准体系。研究院拥有国内领先的电子材料检测实验室，配备了包括高分辨率ICP-MS、ICP-OES在内的先进分析仪器，具备完善的检测方法开发和标准验证能力。在SJ/T11995-2025的研制过程中，该研究院承担了方法学研究、实验室间比对试验组织、标准文本起草和征求意见汇总处理等核心工作，为标准的技术先进性和可操作性提供了坚实保障。此外，深圳新宙邦科技股份有限公司和广州天赐高新材料股份有限公司作为国内电解液产销量领先的企业，在标准编制中贡献了丰富的生产实践数据和检测经验，确保了标准与企业实际质量控制需求的有效衔接。宁德新能源科技有限公司和合肥国轩高科动力能源有限公司则分别从消费类电池和动力电池的应用角度，为标准方法验证提供了多元化的场景输入。五、标准实施与应用5.1标准实施要点SJ/T11995-2025已于2025年8月1日起正式实施。对于电解液生产企业和电池制造企业而言，标准实施过程中需要重点关注以下几个要点：实验室能力建设：企业检测实验室应配置满足标准要求的ICP-OES或ICP-MS仪器设备，并建立相应的样品前处理操作流程和安全防护措施。由于电解液样品具有易燃性和湿敏性，样品前处理区域应符合通风、防火和惰性气氛保护要求。方法验证与确认：实验室在首次应用该标准方法前，应进行方法验证，确认检出限、定量限、精密度、回收率和线性范围等性能指标满足标准规定的技术要求。建议参加能力验证计划或