29.01.2026 by Aileen Sammler
Identificação de materiais separadores de bateria por meio de TGA-FT-IR
Além de picos e curvas: Insights sobre aplicações por NETZSCH e Bruker
A série mensal de blogs com a Bruker Optics - Parte 1: Análise térmica combinada e análise de gás para materiais de bateria seguros.
Como a NETZSCH e a Bruker permitem a identificação confiável de materiais em baterias de íons de lítio
A combinação de termogravimetria (TGA)com a Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) tornou-se uma técnica analítica indispensável na caracterização de materiais modernos. Especialmente nos setores de produção de polímeros, produtos químicos, baterias e produtos farmacêuticos, a TGA-FT-IR é amplamente usada para investigar a Estabilidade térmicaUm material é termicamente estável se ele não se decompõe sob a influência da temperatura. Uma maneira de determinar a estabilidade térmica de uma substância é usar um TGA (analisador termogravimétrico). estabilidade térmica, o comportamento de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição e a natureza química dos gases liberados durante o aquecimento controlado.
Embora a TGA registre com precisão as alterações de massa em função da temperatura ou do tempo, ela não pode Identify diretamente as espécies químicas liberadas durante o tratamento térmico. Ao acoplar a TGA ao FT-IR, essa limitação é superada. Essa abordagem, conhecida como Evolved Gas Analysis (EGA), permite a identificação de produtos de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição voláteis e gasosos e proporciona uma compreensão mais profunda dos processos térmicos.
Como resultado, a TGA-FT-IR é aplicada a uma ampla variedade de materiais, incluindo componentes de bateria, polímeros, elastômeros, substâncias farmacêuticas, orgânicos e inorgânicos. Ele fornece informações complementares que não podem ser obtidas apenas com métodos termoanalíticos.
No primeiro artigo da nossa série mensal de blogs em colaboração com a Bruker Optics, esses recursos são ilustrados usando um exemplo da pesquisa de baterias de íons de lítio.
Por que a identificação do separador é importante no desenvolvimento de baterias
As baterias de íon-lítio dependem de materiais separadores cuidadosamente projetados para garantir a segurança, o desempenho e a estabilidade a longo prazo. Essas finas membranas de polímero isolam eletricamente os eletrodos e permitem o transporte Ionic. Até mesmo small desvios na composição do separador podem afetar a Estabilidade térmicaUm material é termicamente estável se ele não se decompõe sob a influência da temperatura. Uma maneira de determinar a estabilidade térmica de uma substância é usar um TGA (analisador termogravimétrico). estabilidade térmica, a molhabilidade ou o comportamento de segurança em caso de abuso.
Para desenvolvedores, fabricantes e laboratórios de controle de qualidade, a identificação confiável dos materiais do separador é, portanto, essencial, especialmente na comparação de fornecedores, na investigação de falhas ou na validação de materiais recebidos.
É nesse ponto que a análise termogravimétrica acoplada à espectroscopia FT-IR (TGA-FT-IR) oferece vantagens decisivas.
TGA-FT-IR: Combinando análise térmica e identificação de gás
Na TGA-FT-IR, os gases liberados durante a Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição térmica são transferidos diretamente da termobalança para um espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier. Lá, eles são identificados com base em seus espectros de absorção de IV característicos.
Essa técnica hifenizada permite:
- Identificação de tipos de polímeros (por exemplo, polietileno vs. polipropileno)
- Detecção de aditivos, plastificantes ou resíduos de processamento
- Diferenciação clara de estruturas separadoras multicamadas ou revestidas
Exemplo de aplicação: Identifying Materiais separadores em baterias de íon-lítio
Em um estudo recente, a NETZSCH Analyzing & Testing demonstrou como o TGA-FT-IR pode ser usado para Identify materiais separadores desconhecidos de baterias de íons de lítio.
Usando uma termobalançaNETZSCH TG Libra® acoplada a um espectrômetro Bruker INVENIO FT-IR, a amostra do separador foi aquecida sob condições controladas. As etapas de perda de massa resultantes foram correlacionadas com os espectros de IR dos gases evoluídos.
Essa combinação forneceu um conjunto complementar de dados de medição com esforço mínimo:
A análise ATR-IR das amostras sólidas forneceu uma indicação inicial da identidade da folha do separador. Além disso, os resultados obtidos em TG-FT-IR e c-DTA, incluindo o Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica).ponto de fusão, a Estabilidade térmicaUm material é termicamente estável se ele não se decompõe sob a influência da temperatura. Uma maneira de determinar a estabilidade térmica de uma substância é usar um TGA (analisador termogravimétrico). estabilidade térmica e a identificação dos gases envolvidos, forneceram informações complementares, permitindo a identificação clara e confiável do separador.
Saiba mais na nota de aplicação completa
Este blog destaca os principais conceitos e benefícios da identificação de separadores usando TGA-FT-IR.
Condições experimentais detalhadas, curvas de medição e interpretação de dados estão disponíveis na nota de aplicação completa:
Da pesquisa de baterias ao controle de qualidade
O TGA-FT-IR não se limita à identificação de separadores. O método suporta:
- Análise de falhas no desenvolvimento de baterias
- Inspeção de materiais recebidos
- Comparação de fornecedores ou lotes de produção
- Pesquisa sobre a Estabilidade térmicaUm material é termicamente estável se ele não se decompõe sob a influência da temperatura. Uma maneira de determinar a estabilidade térmica de uma substância é usar um TGA (analisador termogravimétrico). estabilidade térmica e o comportamento de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição relevante para a segurança
Ao combinar a alteração de massa com a identificação química, os laboratórios obtêm uma compreensão mais profunda e confiável de seus materiais.
Uma parceria de longa data: NETZSCH e Bruker
O sucesso das aplicações TGA-FT-IR não se baseia apenas em instrumentação. Ele se baseia na integração e na experiência.
NETZSCH A Analyzing & Testing e a Bruker Optics vêm colaborando desde 1993, formando uma das mais antigas parcerias em análise térmica acoplada. O que começou com uma instalação inicial evoluiu para uma solução madura e fortemente integrada para análise de gás evoluído em polímeros, produtos farmacêuticos, produtos químicos e materiais energéticos.
Essa cooperação garante:
- Interfaces de transferência de gás otimizadas
- Sincronização confiável de dados térmicos e espectroscópicos
- Soluções prontas para aplicação apoiadas por décadas de experiência conjunta
Este artigo marca a Parte 1 de nossa série mensal de blogs "Além de picos e curvas: Insights de aplicação por NETZSCH e Bruker" sobre TGA-FT-IR. Na próxima postagem, vamos nos concentrar na detecção de plastificantes em artigos esportivos e brinquedos.
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