Identificarea materialelor separatoare de baterii cu ajutorul TGA-FT-IR

Cum NETZSCH și Bruker permit identificarea fiabilă a materialelor în bateriile litiu-ion

Combinația de termogravimetriei (TGA)cu Spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier (FT-IR) a devenit o tehnică analitică indispensabilă în caracterizarea modernă a materialelor. În special în industriile producătoare de polimeri, chimică, a bateriilor și farmaceutică, TGA-FT-IR este utilizată pe scară largă pentru a investiga stabilitatea termică, comportamentul de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere și natura chimică a gazelor eliberate în timpul încălzirii controlate.

Deși TGA înregistrează cu exactitate schimbările de masă în funcție de temperatură sau timp, nu poate Identify direct speciile chimice eliberate în timpul tratamentului termic. Prin cuplarea TGA cu FT-IR, această limitare este depășită. Această abordare, cunoscută sub numele de analiza gazelor evoluate (EGA), permite identificarea produselor de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere volatile și gazoase și oferă o înțelegere mai profundă a proceselor termice.

Ca urmare, TGA-FT-IR se aplică la o gamă largă de materiale, inclusiv componente de baterii, polimeri, elastomeri, substanțe farmaceutice, substanțe organice și anorganice. Acesta furnizează informații complementare care nu pot fi obținute doar prin metode termoanalitice.

În primul articol din seria noastră lunară de bloguri în colaborare cu Bruker Optics, aceste capacități sunt ilustrate folosind un exemplu din cercetarea bateriilor litiu-ion.

De ce este importantă identificarea separatorului în dezvoltarea bateriilor

Bateriile litiu-ion se bazează pe materiale separatoare atent concepute pentru a asigura siguranța, performanța și stabilitatea pe termen lung. Aceste membrane polimerice subțiri izolează electric electrozii, permițând în același timp transportul Ionic. Chiar și deviațiile small în compoziția separatorului pot afecta stabilitatea termică, umezirea sau comportamentul de siguranță în caz de abuz.

Pentru dezvoltatori, producători și laboratoare de control al calității, identificarea fiabilă a materialelor separatoare este, prin urmare, esențială - în special atunci când se compară furnizorii, se investighează defecțiunile sau se validează materialele primite.

Aici este unde analiza termogravimetrică cuplată cu spectroscopia FT-IR (TGA-FT-IR) oferă avantaje decisive.

Exemplu de aplicație: Identifying Separator Materials in Lithium-Ion Batteries

Într-un studiu recent, NETZSCH Analyzing & Testing a demonstrat modul în care TGA-FT-IR poate fi utilizat pentru a Identify materiale de separare necunoscute din bateriile litiu-ion.

Folosind o termobalanțăNETZSCH TG Libra^® cuplată cu un spectrometru Bruker INVENIO FT-IR, proba de separator a fost încălzită în condiții controlate. Etapele de pierdere de masă rezultate au fost corelate cu spectrele IR ale gazelor evoluate.

Această combinație a furnizat un set complementar de date de măsurare cu un efort minim:
analiza ATR-IR a probelor solide a furnizat o primă indicație a identității foliei separatoare. În plus, rezultatele obținute de la TG-FT-IR și ^c-DTA®, inclusiv punctul de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire, stabilitatea termică și identificarea gazelor degajate, au furnizat informații complementare, permițând identificarea clară și fiabilă a separatorului.

Aflați mai multe din nota de aplicare completă

Acest blog evidențiază principalele concepte și beneficii ale identificării separatoarelor utilizând TGA-FT-IR.
Condițiile experimentale detaliate, curbele de măsurare și interpretarea datelor sunt disponibile în nota de aplicare completă:

De la cercetarea bateriilor la controlul calității

TGA-FT-IR nu se limitează la identificarea separatorului. Metoda sprijină:

• Analiza defecțiunilor în dezvoltarea bateriilor
• Inspecția materialelor primite
• Compararea furnizorilor sau a loturilor de producție
• Cercetare privind stabilitatea termică și comportamentul de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere relevant pentru siguranță

Prin combinarea schimbării masei cu identificarea chimică, laboratoarele obțin o înțelegere mai profundă și mai fiabilă a materialelor lor.

Un parteneriat de lungă durată: NETZSCH și Bruker

Succesul aplicațiilor TGA-FT-IR se bazează pe mai mult decât instrumentație. Acesta se bazează pe integrare și experiență.

NETZSCH Analyzing & Testing și Bruker Optics colaborează din 1993, formând unul dintre cele mai vechi parteneriate în analiza termică cuplată. Ceea ce a început cu o instalație inițială a evoluat într-o soluție matură, strâns integrată pentru analiza gazelor evoluate în polimeri, produse farmaceutice, produse chimice și materiale energetice.

Această cooperare asigură:

• Interfețe optimizate de transfer al gazelor
• Sincronizarea fiabilă a datelor termice și spectroscopice
• Soluții gata de aplicare susținute de decenii de expertiză comună

Acest articol marchează prima parte a seriei noastre lunare de bloguri "Beyond Peaks and Curves: Application Insights by NETZSCH and Bruker" privind TGA-FT-IR. În următoarea postare, ne vom concentra pe detectarea plastifianților în articolele sportive și jucării.

Aflați mai multe despre produsele noastre

• 

  TG 309 Libra^®Classic
• 

  TG 309 Libra^®Select
• 

  TG 309 Libra^®Supreme
• 

  FT-IR Cuplarea liniei de transfer

Împărtășiți acest articol: