29.01.2026 by Aileen Sammler
TGA-FT-IR을 통한 배터리 분리막 재료 식별
피크와 곡선을 넘어서: 애플리케이션 인사이트( NETZSCH ) 및 브루커
브루커 옵틱스와 함께하는 월간 블로그 시리즈 - 1부: 1부: 안전한 배터리 재료를 위한 열 분석과 가스 분석의 결합.
NETZSCH 및 브루커가 리튬 이온 배터리에서 신뢰할 수 있는 재료 식별을 지원하는 방법
의 조합 열 중량 측정(TGA)와 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR) 의 결합은 현대 재료 특성 분석에서 없어서는 안 될 분석 기법이 되었습니다. 특히 폴리머 생산, 화학, 배터리 및 제약 산업에서 TGA-FT-IR은 열 안정성, 분해 거동 및 제어 가열 중에 방출되는 가스의 화학적 성질을 조사하는 데 널리 사용됩니다.
TGA는 온도 또는 시간의 함수로서 질량 변화를 정확하게 기록하지만, 열처리 중에 방출되는 화학 종을 직접 Identify 확인할 수는 없습니다. TGA와 FT-IR을 결합하면 이러한 한계를 극복할 수 있습니다. 진화 가스 분석(EGA)으로 알려진 이 접근법을 사용하면 휘발성 및 기체 분해 생성물을 식별할 수 있으며 열 공정에 대한 더 깊은 이해를 얻을 수 있습니다.
따라서 TGA-FT-IR은 배터리 부품, 폴리머, 엘라스토머, 제약 물질, 유기물 및 무기물을 포함한 광범위한 재료에 적용됩니다. 열분석 방법만으로는 얻을 수 없는 보완적인 정보를 제공합니다.
브루커 옵틱스와 공동으로 진행하는 월간 블로그 시리즈의 첫 번째 기사에서는 리튬 이온 배터리 연구의 예를 통해 이러한 기능을 설명합니다.
배터리 개발에서 분리막 식별이 중요한 이유
리튬 이온 배터리는 안전, 성능 및 장기적인 안정성을 보장하기 위해 세심하게 설계된 분리막 소재를 사용합니다. 이러한 얇은 폴리머 멤브레인은 전극을 전기적으로 분리하는 동시에 Ionic 운송을 허용합니다. 분리막 구성에 small 편차가 있어도 남용 시 열 안정성, 습윤성 또는 안전 동작에 영향을 미칠 수 있습니다.
따라서 개발자, 제조업체 및 품질 관리 연구소의 경우 특히 공급업체를 비교하거나 고장을 조사하거나 입고되는 재료를 검증할 때 분리막 재료를 신뢰할 수 있게 식별하는 것이 필수적입니다.
이때 열무게 분석과 FT-IR 분광법(TGA-FT-IR)을 결합한 열무게 분석이 결정적인 이점을 제공합니다.
TGA-FT-IR: 열 분석과 가스 식별의 결합
TGA-FT-IR에서는 열 분해 중에 방출되는 가스를 열전대에서 푸리에 변환 적외선 분광기로 직접 전송합니다. 거기서 특징적인 적외선 흡수 스펙트럼을 기반으로 가스를 식별합니다.
이 하이픈 기법을 통해 다음을 수행할 수 있습니다:
- 폴리머 유형 식별(예: 폴리에틸렌 대 폴리프로필렌)
- 첨가제, 가소제 또는 가공 잔류물 검출
- 다층 또는 코팅된 분리막 구조의 명확한 차별화
적용 사례: Identify리튬 이온 배터리의 분리막 재료 활용
최근 연구에서는 NETZSCH 분석 및 테스트에서 리튬 이온 배터리에서 미지의 분리막 물질을 Identify 분리하는 데 TGA-FT-IR을 어떻게 사용할 수 있는지 보여주었습니다.
NETZSCH TG Libra® 열저울과브루커 INVENIO FT-IR 분광기를 결합하여 분리막 샘플을 제어된 조건에서 가열했습니다. 그 결과 질량 손실 단계는 진화한 가스의 IR 스펙트럼과 상관관계가 있었습니다.
이 조합은 최소한의 노력으로 상호 보완적인 측정 데이터 세트를 제공했습니다:
고체 샘플의 ATR-IR 분석은 분리막 포일의 신원을 파악할 수 있는 초기 지표를 제공했습니다. 또한 융점, 열 안정성 및 진화한 가스의 식별을 포함하여 TG-FT-IR 및 c-DTA® 에서 얻은 결과는 상호 보완적인 정보를 제공하여 분리막을 명확하고 신뢰할 수 있게 식별할 수 있었습니다.
배터리 연구부터 품질 관리까지
TGA-FT-IR은 분리기 식별에만 국한되지 않습니다. 이 방법은 다음을 지원합니다:
- 배터리 개발의 고장 분석
- 입고 재료 검사
- 공급업체 또는 생산 배치 비교
- 열 안정성 및 안전 관련 분해 거동에 대한 연구
질량 변화와 화학적 식별을 결합함으로써 실험실은 재료에 대한 더 깊고 신뢰할 수 있는 이해를 얻을 수 있습니다.
오랜 파트너십: NETZSCH 및 Bruker
TGA-FT-IR 애플리케이션의 성공은 단순한 계측기 이상의 것을 기반으로 합니다. 통합과 경험에 의존합니다.
NETZSCH 분석 및 테스트와 브루커 옵틱스는 1993년부터 협력해 왔으며, 결합 열 분석 분야에서 가장 오랜 기간 파트너십을 맺어 왔습니다. 초기 설치로 시작된 협력은 폴리머, 제약, 화학 및 에너지 재료 전반에 걸쳐 진화한 가스 분석을 위한 성숙하고 긴밀하게 통합된 솔루션으로 발전했습니다.
이러한 협력은 다음을 보장합니다:
- 최적화된 가스 이송 인터페이스
- 열 및 분광 데이터의 안정적인 동기화
- 수십 년간의 공동 전문 지식으로 뒷받침되는 애플리케이션 지원 솔루션
이 글은 월간 블로그 시리즈 '최고점과 곡선을 넘어서 '의 1부입니다: TGA-FT-IR에 대한애플리케이션 인사이트( NETZSCH 및 Bruker )" 의 1부입니다. 다음 글에서는 스포츠 용품과 장난감의 가소제 검출에 대해 집중적으로 다룰 예정입니다.
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