29.01.2026 by Aileen Sammler
Identifikace materiálů pro separátory baterií pomocí TGA-FT-IR
Za vrcholy a křivkami: NETZSCH a Bruker
Měsíční série blogů s Bruker Optics - 1. část: Kombinace termické analýzy a analýzy plynů pro bezpečné materiály baterií.
Jak NETZSCH a Bruker umožňují spolehlivou identifikaci materiálů v lithium-iontových bateriích
Kombinace termogravimetrie (TGA)s Infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FT-IR) se stala nepostradatelnou analytickou technikou při charakterizaci moderních materiálů. Zejména v oblasti výroby polymerů, chemickém, bateriovém a farmaceutickém průmyslu se TGA-FT-IR široce používá ke zkoumání tepelné stability, rozkladného chování a chemické povahy plynů uvolňovaných při řízeném zahřívání.
Ačkoli TGA přesně zaznamenává změny hmotnosti v závislosti na teplotě nebo čase, nemůže přímo Identify chemické druhy uvolněné během tepelného zpracování. Spojením TGA s FT-IR je toto omezení překonáno. Tento přístup, známý jako analýza plynných látek (EGA), umožňuje identifikovat těkavé a plynné produkty rozkladu a poskytuje hlubší pochopení tepelných procesů.
Díky tomu se TGA-FT-IR používá pro širokou škálu materiálů, včetně součástí baterií, polymerů, elastomerů, farmaceutických látek, organických a anorganických látek. Poskytuje doplňující informace, které nelze získat pouze termoanalytickými metodami.
V prvním článku naší měsíční série blogů ve spolupráci se společností Bruker Optics jsou tyto možnosti ilustrovány na příkladu z výzkumu lithium-iontových baterií.
Proč je identifikace separátoru při vývoji baterií důležitá?
Lithium-iontové baterie se spoléhají na pečlivě navržené oddělovací materiály, které zajišťují bezpečnost, výkon a dlouhodobou stabilitu. Tyto tenké polymerní membrány elektricky izolují elektrody a zároveň umožňují přenos Ionic. I small odchylky ve složení separátoru mohou ovlivnit tepelnou stabilitu, smáčivost nebo bezpečnostní chování v případě zneužití.
Pro vývojáře, výrobce a laboratoře kontroly kvality je proto spolehlivá identifikace materiálů separátorů nezbytná - zejména při porovnávání dodavatelů, vyšetřování poruch nebo ověřování vstupních materiálů.
Právě zde nabízí termogravimetrická analýza ve spojení s FT-IR spektroskopií (TGA-FT-IR ) rozhodující výhody.
TGA-FT-IR: kombinace termické analýzy a identifikace plynů
Při TGA-FT-IR se plyny uvolněné při tepelném rozkladu přenášejí přímo z termováhy do infračerveného spektrometru s Fourierovou transformací. Tam se identifikují na základě svých charakteristických IČ absorpčních spekter.
Tato spojená technika umožňuje:
- Identifikaci typů polymerů (např. polyethylen vs. polypropylen)
- Detekci přísad, změkčovadel nebo zbytků po zpracování
- Jasné rozlišení vícevrstvých nebo potažených struktur separátorů
Příklad použití: Identifying Separační materiály v lithium-iontových bateriích
V nedávné studii NETZSCH Analyzing & Testing ukázal, jak lze TGA-FT-IR použít k Identify neznámých materiálů separátorů lithium-iontových baterií.
Pomocí termováhyNETZSCH TG Libra® spojené s FT-IR spektrometrem Bruker INVENIO byl vzorek separátoru zahříván za kontrolovaných podmínek. Výsledné hmotnostní ztráty byly korelovány s IR spektry uvolněných plynů.
Tato kombinace poskytla s minimálním úsilím doplňující soubor měřených údajů:
ATR-IR analýza pevných vzorků poskytla prvotní indikaci identity fólie separátoru. Kromě toho výsledky získané z TG-FT-IR a c-DTA®, včetně teploty tání, tepelné stability a identifikace vylučovaných plynů, poskytly doplňující informace, které umožnily jasnou a spolehlivou identifikaci separátoru.
Více informací v úplné poznámce k aplikaci
Tento blog upozorňuje na klíčové koncepty a výhody identifikace separátorů pomocí TGA-FT-IR.
Podrobné experimentální podmínky, křivky měření a interpretace dat jsou k dispozici v úplném znění aplikační poznámky:
Od výzkumu baterií po kontrolu kvality
TGA-FT-IR se neomezuje pouze na identifikaci separátorů. Metoda podporuje:
- Analýzu poruch při vývoji baterií
- Kontrolu vstupního materiálu
- Porovnávání dodavatelů nebo výrobních šarží
- Výzkum tepelné stability a chování při rozkladu, které je důležité z hlediska bezpečnosti
Kombinací změny hmotnosti s chemickou identifikací získávají laboratoře hlubší a spolehlivější znalosti o svých materiálech.
Dlouhodobé partnerství: NETZSCH a Bruker
Úspěch aplikací TGA-FT-IR je založen nejen na přístrojovém vybavení. Je založen na integraci a zkušenostech.
NETZSCH Společnosti Analyzing & Testing a Bruker Optics spolupracují již od roku 1993 a tvoří tak jedno z nejdéle trvajících partnerství v oblasti spřažené termické analýzy. To, co začalo počáteční instalací, se vyvinulo ve vyspělé, úzce integrované řešení pro analýzu vyvíjených plynů v oblasti polymerů, léčiv, chemikálií a energetických materiálů.
Tato spolupráce zajišťuje:
- Optimalizovaná rozhraní pro přenos plynů
- Spolehlivou synchronizaci tepelných a spektroskopických dat
- Řešení připravená k použití, která se opírají o desítky let společných odborných znalostí
Tento článek představuje 1. část naší měsíční série blogů "Za vrcholy a křivkami: NETZSCH A Bruker" o TGA-FT-IR. V příštím příspěvku se zaměříme na detekci změkčovadel ve sportovním zboží a hračkách.
Staňte se odborníkem s našimi bezplatnými e-learningovými kurzy
Všechny základní e-learningové kurzy na NETZSCH jsou zdarma! Obsah vytvářejí naši odborníci na laboratorní metody, kteří se s vámi podělí o své osobní zkušenosti. Využijte flexibilní online vzdělávání, které se plně přizpůsobí vašim vzdělávacím potřebám!