Objetivo de detección
Identificación de adhesivos y materiales separadores de uso común en baterías de iones de litio
Descripción general
Las baterías de litio son un tipo de batería que utiliza litio metálico o aleación de litio como material de ánodo y soluciones electrolíticas no acuosas. Ofrecen ventajas como alta energía específica, larga vida útil, alto voltaje nominal, baja tasa de autodescarga, ligereza, gran adaptabilidad a temperaturas extremas y respeto al medio ambiente. Como resultado, su uso se ha extendido cada vez más y se han convertido en el tipo de batería más común en la actualidad. Las baterías de litio constan principalmente de componentes como el cátodo, el ánodo, el separador, el electrolito orgánico y la carcasa.
En la investigación, el desarrollo, la producción y el control de calidad de las baterías de litio, se requiere un análisis cualitativo de materiales como aglutinantes, materiales separadores, electrolitos orgánicos y materiales poliméricos utilizados en los cátodos y ánodos. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), que aprovecha los espectros infrarrojos característicos de los compuestos orgánicos, constituye un método óptimo para el análisis cualitativo de los materiales orgánicos en las baterías de litio.
Aparato
Espectrómetro HKL-FTIR para el análisis de baterías de iones de litio
Solicitud
Cátodo: Análisis cualitativo/cuantitativo de aglutinantes
Ánodo: Análisis cualitativo/cuantitativo de aglutinantes
Material separador: Análisis cualitativo
Otros materiales poliméricos: Análisis cualitativo
Solución para el análisis de aglutinantes de baterías de litio
1. Descripción general
Los aglutinantes comunes utilizados en las baterías de iones de litio incluyen principalmente alcohol polivinílico (PVA), politetrafluoroetileno (PTFE), poliolefinas (PP, PE y sus copolímeros), fluoruro de polivinilideno (PVDF), así como caucho SBR modificado, caucho fluorado, poliuretano y otros. Como componente crítico de los electrodos de las baterías de iones de litio, los aglutinantes garantizan una adhesión suficiente entre las partículas del material activo y entre este y los colectores de corriente durante el funcionamiento de la batería, a la vez que facilitan la formación de la capa SEI (interfase de electrolito sólido).
El espectrómetro HKL-FTIR para el análisis de baterías de iones de litio, equipado con un accesorio de reflectancia total atenuada (ATR), ofrece una solución ideal para el análisis de aglutinantes de baterías de litio. Este método no requiere preparación de la muestra, es sencillo de realizar y proporciona resultados fiables, lo que lo convierte en una excelente opción para identificar los aglutinantes utilizados en las baterías de litio.
2. Ejemplo de espectro
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Politetrafluoroetileno (PTFE) |
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Fluoruro de polivinilideno (PVDF) |
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Poliacrilato |
3. Análisis del hexafluorofosfato de litio
Hexafluorofosfato de litio (LiPF6)6El cloruro de potasio (CO₃) es un componente clave en el electrolito de las baterías de iones de litio. Presenta una solubilidad adecuada y una alta conductividad en diversos disolventes no acuosos; puede formar una interfaz de electrolito sólido (SEI) apropiada con los disolventes en el ánodo de carbono; pasiva eficazmente el colector de corriente positivo para evitar su disolución; tiene una ventana de estabilidad electroquímica relativamente amplia y demuestra ser relativamente respetuoso con el medio ambiente.
Para determinar sus picos de absorción, la muestra se dispersa uniformemente mediante molienda con parafina líquida y se prepara recubriéndola sobre un disco de cristal de bromuro de potasio (KBr). Los resultados se comparan con el espectro de referencia del hexafluorofosfato de litio para su identificación.
Ejemplo de espectro
Solución para analizar baterías de litiomaterial separador
El material separador es una película polimérica especialmente formada con una estructura microporosa que permite el paso libre de iones de litio a la vez que bloquea el de electrones. Actualmente, los separadores de baterías de litio son principalmente de poliolefina (PP, PE, PP/PE/PP) fabricados mediante procesos de formación de poros por estiramiento mecánico. La espectroscopia infrarroja, el mejor método cualitativo para la caracterización de polímeros, puede utilizarse para el análisis cualitativo de los materiales separadores de baterías de litio.
Mediante el uso del espectrómetro HKL-FTIR para el análisis de baterías de iones de litio, equipado con un accesorio de reflectancia total atenuada (ATR), se puede analizar directamente el material separador de la batería de litio.
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Material de muestra de PP |
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Material de muestra de PE |
