29.01.2026 by Aileen Sammler
Identificazione dei materiali per separatori di batterie mediante TGA-FT-IR
Oltre i picchi e le curve: Approfondimenti applicativi di NETZSCH e Bruker
La serie di blog mensili con Bruker Optics - Parte 1: Analisi termica e analisi dei gas combinate per materiali sicuri per le batterie.
Come NETZSCH e Bruker consentono un'identificazione affidabile dei materiali nelle batterie agli ioni di litio
La combinazione di termogravimetria (TGA)con Spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR) è diventata una tecnica analitica indispensabile nella moderna caratterizzazione dei materiali. Soprattutto nell'industria dei polimeri, chimica, delle batterie e farmaceutica, la TGA-FT-IR è ampiamente utilizzata per studiare la Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). stabilità termica, il comportamento di Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione e la natura chimica dei gas rilasciati durante il riscaldamento controllato.
Sebbene la TGA registri accuratamente le variazioni di massa in funzione della temperatura o del tempo, non è in grado di Identify direttamente le specie chimiche rilasciate durante il trattamento termico. L'accoppiamento della TGA con l'FT-IR consente di superare questa limitazione. Questo approccio, noto come Evolved Gas Analysis (EGA), consente di identificare i prodotti di Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione volatili e gassosi e fornisce una comprensione più approfondita dei processi termici.
Di conseguenza, la TGA-FT-IR viene applicata a un'ampia gamma di materiali, tra cui componenti di batterie, polimeri, elastomeri, sostanze farmaceutiche, organiche e inorganiche. Fornisce informazioni complementari che non possono essere ottenute con i soli metodi termoanalitici.
Nel primo articolo della nostra serie di blog mensili in collaborazione con Bruker Optics, queste capacità sono illustrate con un esempio di ricerca sulle batterie agli ioni di litio.
Perché l'identificazione dei separatori è importante nello sviluppo delle batterie
Le batterie agli ioni di litio si affidano a materiali separatori attentamente progettati per garantire sicurezza, prestazioni e stabilità a lungo termine. Queste sottili membrane polimeriche isolano elettricamente gli elettrodi, consentendo al contempo il trasporto di Ionic. Anche small deviazioni nella composizione del separatore possono influenzare la Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). stabilità termica, la bagnabilità o il comportamento di sicurezza in caso di abuso.
Per gli sviluppatori, i produttori e i laboratori di controllo qualità, l'identificazione affidabile dei materiali dei separatori è quindi essenziale, soprattutto per confrontare i fornitori, indagare sui guasti o convalidare i materiali in arrivo.
È qui che l 'analisi termogravimetrica accoppiata alla spettroscopia FT-IR (TGA-FT-IR) offre vantaggi decisivi.
TGA-FT-IR: combinazione di analisi termica e identificazione dei gas
Nella TGA-FT-IR, i gas rilasciati durante la Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione termica vengono trasferiti direttamente dalla termobilancia in uno spettrometro a infrarossi a trasformata di Fourier. Qui vengono identificati in base ai loro spettri di assorbimento IR caratteristici.
Questa tecnica scevra da pregiudizi consente di:
- Identificare i tipi di polimero (ad esempio, polietilene o polipropilene)
- Individuare additivi, plastificanti o residui di lavorazione
- Differenziare chiaramente le strutture multistrato o rivestite dei separatori
Esempio di applicazione: Identifymateriali separatori nelle batterie agli ioni di litio
In un recente studio, NETZSCH Analyzing & Testing ha dimostrato come la TGA-FT-IR possa essere utilizzata per Identify materiali di separazione sconosciuti dalle batterie agli ioni di litio.
Utilizzando una termobilanciaNETZSCH TG Libra® accoppiata a uno spettrometro Bruker INVENIO FT-IR, il campione del separatore è stato riscaldato in condizioni controllate. Le fasi di perdita di massa risultanti sono state correlate con gli spettri IR dei gas evoluti.
Questa combinazione ha fornito una serie complementare di dati di misura con il minimo sforzo: l'analisi ATR-IR
dei campioni solidi ha fornito un'indicazione iniziale dell'identità della lamina del separatore. Inoltre, i risultati ottenuti da TG-FT-IR e c-DTA®, tra cui il Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa).punto di fusione, la Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). stabilità termica e l'identificazione dei gas evoluti, hanno fornito informazioni complementari, consentendo un'identificazione chiara e affidabile del separatore.
Per saperne di più, consultate la nota applicativa completa
Questo blog evidenzia i concetti chiave e i vantaggi dell'identificazione dei separatori mediante TGA-FT-IR.
Le condizioni sperimentali dettagliate, le curve di misura e l'interpretazione dei dati sono disponibili nella nota applicativa completa:
Dalla ricerca sulle batterie al controllo di qualità
La TGA-FT-IR non si limita all'identificazione dei separatori. Il metodo supporta:
- Analisi dei guasti nello sviluppo delle batterie
- Ispezione del materiale in arrivo
- Confronto tra fornitori o lotti di produzione
- Ricerca sulla Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). stabilità termica e sul comportamento di Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione rilevante per la sicurezza
Combinando la variazione di massa con l'identificazione chimica, i laboratori ottengono una comprensione più profonda e affidabile dei loro materiali.
Una partnership di lunga data: NETZSCH e Bruker
Il successo delle applicazioni TGA-FT-IR non si basa solo sulla strumentazione. Si basa sull'integrazione e sull'esperienza.
NETZSCH Analyzing & Testing e Bruker Optics collaborano dal 1993, formando una delle partnership più longeve nel campo dell'analisi termica accoppiata. Ciò che è iniziato con un'installazione iniziale si è evoluto in una soluzione matura e strettamente integrata per l'analisi di gas evoluti in polimeri, prodotti farmaceutici, chimici e materiali energetici.
Questa collaborazione garantisce
- Interfacce di trasferimento del gas ottimizzate
- Sincronizzazione affidabile dei dati termici e spettroscopici
- Soluzioni pronte per l'applicazione, supportate da decenni di esperienza congiunta
Questo articolo segna la prima parte della nostra serie di blog mensili "Oltre i picchi e le curve: Approfondimenti applicativi di NETZSCH e Bruker" su TGA-FT-IR. Nel prossimo post ci concentreremo sul rilevamento dei plastificanti negli articoli sportivi e nei giocattoli.
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