29.01.2026 by Aileen Sammler
تحديد المواد الفاصلة للبطاريات عن طريق TGA-FT- IR
ما وراء القمم والمنحنيات: رؤى تطبيقية من NETZSCH وبروكر
سلسلة المدونة الشهرية مع بروكر للبصريات - الجزء 1: الجمع بين التحليل الحراري والتحليل الغازي للمواد الآمنة للبطاريات.
كيف تمكن NETZSCH وBruker من تحديد المواد الموثوق بها في بطاريات الليثيوم أيون
مزيج من قياس الثقل الحراري (TGA)مع مطيافية فورييه للتحويل بالأشعة تحت الحمراء (FT-IR) أصبح تقنية تحليلية لا غنى عنها في توصيف المواد الحديثة. وتُستخدم تقنية TGA-FT-IR على نطاق واسع في الصناعات المنتجة للبوليمرات والصناعات الكيميائية والبطاريات والصناعات الدوائية على وجه الخصوص، وذلك للتحقق من الاستقرار الحراري وسلوك التحلل والطبيعة الكيميائية للغازات المنبعثة أثناء التسخين المتحكم فيه.
وعلى الرغم من أن TGA تسجل بدقة تغيرات الكتلة كدالة لدرجة الحرارة أو الوقت، إلا أنها لا تستطيع مباشرةً Identify الأنواع الكيميائية المنطلقة أثناء المعالجة الحرارية. ومن خلال اقتران TGA مع FT-IR، يتم التغلب على هذا القيد. ويسمح هذا النهج، المعروف باسم تحليل الغاز المتطور (EGA)، بتحديد نواتج التحلل المتطايرة والغازية ويوفر فهمًا أعمق للعمليات الحرارية.
ونتيجة لذلك، يتم تطبيق TGA-FT-IR على مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك مكونات البطاريات والبوليمرات واللدائن والمواد المرنة والمواد الصيدلانية والمواد العضوية وغير العضوية. ويقدم معلومات تكميلية لا يمكن الحصول عليها من طرق التحليل الحراري وحدها.
في المقال الأول من سلسلة المدونة الشهرية بالتعاون مع شركة Bruker Optics، يتم توضيح هذه القدرات باستخدام مثال من أبحاث بطاريات الليثيوم أيون.
لماذا يعتبر تحديد الفاصل مهمًا في تطوير البطاريات
تعتمد بطاريات الليثيوم أيون على مواد فاصلة مصممة بعناية لضمان السلامة والأداء والاستقرار على المدى الطويل. تقوم هذه الأغشية البوليمرية الرقيقة بعزل الأقطاب الكهربائية كهربائيًا مع السماح بنقل Ionic. حتى small الانحرافات في تركيبة الفاصل يمكن أن تؤثر حتى على الاستقرار الحراري أو قابلية التبلل أو سلوك السلامة في حالة إساءة الاستخدام.
بالنسبة للمطورين والمصنعين ومختبرات مراقبة الجودة، فإن التحديد الموثوق للمواد الفاصلة أمر ضروري - خاصةً عند مقارنة الموردين أو التحقيق في حالات الفشل أو التحقق من صحة المواد الواردة.
هذا هو المكان الذي يوفر فيه تحليل قياس الثقل الحراري المقترن بالتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء FT-IR (TGA-FT-IR) مزايا حاسمة.
TGA-FT-الأشعة تحت الحمراء: الجمع بين التحليل الحراري وتحديد الغازات
في TGA-FT-IR، يتم نقل الغازات المنبعثة أثناء التحلل الحراري مباشرةً من الميزان الحراري إلى مطياف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه. وهناك، يتم تحديدها بناءً على أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء المميزة لها.
تتيح هذه التقنية الموصولة:
- تحديد أنواع البوليمر (على سبيل المثال، البولي إيثيلين مقابل البولي بروبيلين)
- الكشف عن المواد المضافة أو الملدنات أو بقايا المعالجة
- التفريق الواضح بين الهياكل الفاصلة متعددة الطبقات أو المغلفة
مثال تطبيقي: Identifyالمواد الفاصلة في بطاريات الليثيوم أيون
في دراسة حديثة، أظهر موقع NETZSCH Analyzing & Testing كيف يمكن استخدام TGA-FT-IR في Identify مواد فاصلة غير معروفة من بطاريات الليثيوم أيون.
وباستخدام مطياف حراريNETZSCH TG Libra® مقترنًا بمطياف Bruker INVENIO FT-IR، تم تسخين عينة الفاصل في ظل ظروف محكومة. تم ربط خطوات فقدان الكتلة الناتجة عن ذلك مع أطياف الأشعة تحت الحمراء للغازات المتطورة.
وقد وفرت هذه المجموعة مجموعة تكميلية من بيانات القياس بأقل جهد ممكن:
تحليل الأشعة تحت الحمراء ATR-IR للعينات الصلبة قدم مؤشرًا أوليًا لهوية رقائق الفاصل. وبالإضافة إلى ذلك، قدمت النتائج التي تم الحصول عليها من TG-FT-IR و ج-ديتا® ، بما في ذلك درجة الانصهار والاستقرار الحراري وتحديد الغازات المتطورة، معلومات تكميلية، مما سمح بتحديد واضح وموثوق للفاصل.
تعرف على المزيد في مذكرة التطبيق الكاملة
تسلط هذه المدونة الضوء على المفاهيم والفوائد الرئيسية لتحديد الفاصل باستخدام TGA-FT-IR.
تتوفر الشروط التجريبية التفصيلية ومنحنيات القياس وتفسير البيانات في مذكرة التطبيق الكاملة:
من أبحاث البطاريات إلى مراقبة الجودة
لا تقتصر طريقة TGA-FT-IR على تحديد الفاصل. تدعم هذه الطريقة:
- تحليل الفشل في تطوير البطاريات
- فحص المواد الواردة
- مقارنة الموردين أو دفعات الإنتاج
- البحث في الثبات الحراري وسلوك التحلل المتعلق بالسلامة
من خلال الجمع بين تغير الكتلة والتحديد الكيميائي، تكتسب المختبرات فهمًا أعمق وأكثر موثوقية لموادها.
شراكة طويلة الأمد: NETZSCH وبروكر
يعتمد نجاح تطبيقات TGA-FT-IR على أكثر من مجرد أجهزة. فهو يعتمد على التكامل والخبرة.
NETZSCH وتتعاون شركتا Analyzing & Testing وBruker Optics منذ عام 1993، لتشكلا واحدة من أطول الشراكات في مجال التحليل الحراري المقترن. وقد تطور ما بدأ بتركيب أولي إلى حل ناضج ومتكامل بإحكام لتحليل الغازات المتطورة في مجالات البوليمرات والمستحضرات الصيدلانية والمواد الكيميائية ومواد الطاقة.
ويضمن هذا التعاون
- تحسين واجهات نقل الغازات
- مزامنة موثوقة للبيانات الحرارية والطيفية
- حلول جاهزة للتطبيق مدعومة بعقود من الخبرة المشتركة
يمثل هذا المقال الجزء الأول من سلسلة المدونات الشهرية "ما وراء القمم والمنحنيات: رؤى تطبيقية من NETZSCH و"بروكر" حول TGA-FT-IR. وسنركز في المنشور التالي على الكشف عن الملدنات في السلع الرياضية والألعاب.
كن خبيراً مع دوراتنا التعليمية الإلكترونية المجانية
جميع دورات التعلم الإلكتروني الأساسية NETZSCH مجانية! يتم إنشاء المحتوى من قبل خبراء طريقة المختبر لدينا، الذين يشاركون خبراتهم الشخصية معك. استفد من التعلُّم المرن عبر الإنترنت الذي يتسم بالمرونة والمُكيَّف بالكامل مع احتياجاتك التدريبية!