29.01.2026 by Aileen Sammler
Идентифициране на материали за сепаратори на батерии с помощта на TGA-FT-IR
Отвъд върховете и кривите: NETZSCH
Месечната поредица от блогове с Bruker Optics - част 1: Комбиниран термичен анализ и газов анализ за безопасни материали за батерии.
Как NETZSCH и Bruker дават възможност за надеждна идентификация на материалите в литиево-йонните батерии
Комбинацията от термогравиметрия (TGA)с Инфрачервена спектроскопия с преобразуване на Фурие (FT-IR) се превърна в незаменима аналитична техника в съвременното охарактеризиране на материалите. Особено в производството на полимери, химическата, акумулаторната и фармацевтичната промишленост TGA-FT-IR се използва широко за изследване на термичната стабилност, поведението при разлагане и химическата природа на газовете, отделяни при контролирано нагряване.
Въпреки че TGA точно регистрира промените в масата като функция на температурата или времето, тя не може директно да Identify химичните видове, освободени по време на термичната обработка. Чрез свързването на TGA с FT-IR това ограничение се преодолява. Този подход, известен като анализ на еволвирани газове (EGA), позволява идентифицирането на летливи и газообразни продукти на разпадане и осигурява по-дълбоко разбиране на термичните процеси.
В резултат на това TGA-FT-IR се прилага за широк спектър от материали, включително компоненти на батерии, полимери, еластомери, фармацевтични вещества, органични и неорганични вещества. Той предоставя допълнителна информация, която не може да бъде получена само от термоаналитичните методи.
В първата статия от нашата месечна поредица от блогове в сътрудничество с Bruker Optics тези възможности са илюстрирани с пример от изследванията на литиево-йонни батерии.
Защо идентификацията на сепаратора е от значение при разработването на батерии
Литиево-йонните батерии разчитат на внимателно разработени сепараторни материали, за да гарантират безопасност, производителност и дългосрочна стабилност. Тези тънки полимерни мембрани електрически изолират електродите, като същевременно позволяват транспортирането на Ionic. Дори small отклоненията в състава на сепаратора могат да повлияят на термичната стабилност, омокряемостта или поведението на безопасност в случай на злоупотреба.
Затова за разработчиците, производителите и лабораториите за контрол на качеството надеждното идентифициране на сепараторните материали е от съществено значение - особено при сравняване на доставчици, разследване на повреди или валидиране на входящи материали.
Именно тук термогравиметричният анализ, съчетан с FT-IR спектроскопия (TGA-FT-IR), предлага решаващи предимства.
TGA-FT-IR: съчетаване на термичен анализ и идентификация на газове
При TGA-FT-IR газовете, освободени по време на термичното разлагане, се прехвърлят директно от термобаланса в инфрачервен спектрометър с преобразуване на Фурие. Там те се идентифицират въз основа на техните характерни инфрачервени абсорбционни спектри.
Тази хифенизирана техника позволява:
- Идентифициране на видовете полимери (напр. полиетилен срещу полипропилен)
- Откриване на добавки, пластификатори или остатъци от преработката
- Ясно разграничаване на многослойни или покрити сепараторни структури
Пример за приложение: Identifying Сепараторни материали в литиево-йонни батерии
В едно скорошно проучване NETZSCH Analyzing & Testing демонстрира как TGA-FT-IR може да се използва за Identify неизвестни материали за сепаратори от литиево-йонни батерии.
С помощта на NETZSCH TG Libra® термобаланс, съчетан с Bruker INVENIO FT-IR спектрометър, пробата на сепаратора беше нагрята при контролирани условия. Получените стъпала на загуба на маса бяха съпоставени с инфрачервените спектри на отделените газове.
Тази комбинация осигури допълнителен набор от измервателни данни с минимални усилия:
ATR-IR анализ на твърдите проби осигури първоначална индикация за идентичността на сепараторното фолио. Освен това резултатите, получени от TG-FT-IR и c-DTA®, включително температурата на топене, термичната стабилност и идентификацията на отделените газове, предоставиха допълнителна информация, позволяваща ясна и надеждна идентификация на сепаратора.
Научете повече в пълната бележка за приложение
В този блог се изтъкват ключовите концепции и предимства на идентифицирането на сепаратори с помощта на TGA-FT-IR.
Подробни експериментални условия, измервателни криви и интерпретация на данните са налични в пълната приложна бележка:
От изследване на батериите до контрол на качеството
TGA-FT-IR не се ограничава до идентифициране на сепаратори. Методът поддържа:
- Анализ на отказите при разработването на батерии
- Инспекция на входящи материали
- Сравняване на доставчици или производствени партиди
- Изследване на термичната стабилност и поведението на разлагане, свързано с безопасността
Чрез комбиниране на промяна на масата с химическа идентификация лабораториите получават по-дълбоко и по-надеждно разбиране за своите материали.
Дългогодишно партньорство: NETZSCH и Bruker
Успехът на TGA-FT-IR приложенията се основава не само на инструментариума. Той се основава на интеграция и опит.
NETZSCH Analyzing & Testing и Bruker Optics си сътрудничат от 1993 г. насам, формирайки едно от най-дългогодишните партньорства в областта на свързания термичен анализ. Това, което започна с първоначална инсталация, се превърна в зряло, тясно интегрирано решение за анализ на еволюирали газове в областта на полимерите, фармацевтичните продукти, химикалите и енергийните материали.
Това сътрудничество гарантира:
- Оптимизирани интерфейси за пренос на газ
- Надеждна синхронизация на термични и спектроскопски данни
- Готови за приложение решения, подкрепени от десетилетия съвместен опит
Тази статия е част 1 от нашата месечна поредица от блогове "Отвъд върховете и кривите: NETZSCH И Bruker" за TGA-FT-IR. В следващата публикация ще се съсредоточим върху откриването на пластификатори в спортни стоки и играчки.
Станете експерт с нашите безплатни курсове за електронно обучение
Всички основни курсове за електронно обучение на NETZSCH са безплатни! Съдържанието е създадено от нашите експерти по лабораторни методи, които споделят с вас личния си опит. Възползвайте се от гъвкавото онлайн обучение, напълно адаптирано към вашите нужди от обучение!