เป้าหมายการตรวจจับ
การระบุชนิดของกาวและวัสดุคั่นที่ใช้กันทั่วไปในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ภาพรวม
แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่ใช้โลหะลิเธียมหรือโลหะผสมลิเธียมเป็นวัสดุขั้วบวก และใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำ มีข้อดีหลายประการ เช่น พลังงานจำเพาะสูง อายุการใช้งานยาวนาน แรงดันไฟฟ้าสูง อัตราการคายประจุเองต่ำ น้ำหนักเบา ปรับตัวได้ดีในอุณหภูมิสูงและต่ำ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้นและกลายเป็นแบตเตอรี่ชนิดที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมประกอบด้วยส่วนประกอบหลักๆ เช่น ขั้วลบ ขั้วบวก ตัวคั่น สารละลายอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ และตัวเรือน
ในการวิจัย พัฒนา ผลิต และควบคุมคุณภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม การวิเคราะห์เชิงคุณภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวัสดุต่างๆ เช่น สารยึดเกาะ วัสดุคั่นกลาง อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ และวัสดุพอลิเมอร์ที่ใช้ในแคโทดและแอโนด สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์ม (FTIR) ซึ่งใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมอินฟราเรดที่เป็นเอกลักษณ์ของสารประกอบอินทรีย์ ถือเป็นวิธีการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการวิเคราะห์เชิงคุณภาพของวัสดุอินทรีย์ในแบตเตอรี่ลิเธียม
อุปกรณ์
เครื่องสเปกโทรเมตร เอชเคแอล-FTIR สำหรับวิเคราะห์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แอปพลิเคชัน
แคโทด: การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ/เชิงปริมาณของสารยึดเกาะ
ขั้วบวก: การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ/เชิงปริมาณของสารยึดเกาะ
วัสดุตัวคั่น: การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
วัสดุพอลิเมอร์อื่นๆ: การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
วิธีแก้ปัญหาสำหรับการวิเคราะห์สารยึดเกาะในแบตเตอรี่ลิเธียม
1. ภาพรวม
สารยึดเกาะที่ใช้กันทั่วไปในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ได้แก่ โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (พีวีเอ), โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (เอฟเฟพีดี), โพลีโอเลฟิน (พีพี, พีอี และโคพอลิเมอร์ของพวกมัน), โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (พีวีดีเอฟ) รวมถึงยาง เอสบีอาร์ ดัดแปลง, ยางฟลูออริเนต, โพลียูรีเทน และอื่นๆ สารยึดเกาะเป็นส่วนประกอบสำคัญของขั้วไฟฟ้าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำหน้าที่ช่วยให้เกิดการยึดเกาะที่เพียงพอระหว่างอนุภาคของวัสดุออกฤทธิ์และระหว่างวัสดุออกฤทธิ์กับตัวนำกระแสไฟฟ้าในระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังช่วยในการก่อตัวของชั้น ซีไอ (แข็ง อิเล็กโทรไลต์ ระยะอินเตอร์เฟส) อีกด้วย
เครื่องสเปกโทรเมตร เอชเคแอล-FTIR สำหรับการวิเคราะห์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์เสริมการสะท้อนรวมแบบลดทอน (เอทีอาร์) เป็นโซลูชันที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์สารยึดเกาะในแบตเตอรี่ลิเธียม วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องเตรียมตัวอย่าง ทำได้ง่าย และให้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการระบุสารยึดเกาะที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียม
2. ตัวอย่างสเปกตรัม
 |
โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (เอฟเฟพีดี) |
 |
โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (พีวีดีเอฟ) |
|
โพลีอะคริเลต |
3. การวิเคราะห์ลิเธียมเฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต
ลิเธียมเฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต (ลิฟเอฟ)6เป็นส่วนประกอบสำคัญในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มีคุณสมบัติในการละลายที่ดีและนำไฟฟ้าได้สูงในตัวทำละลายที่ไม่ใช่น้ำหลายชนิด สามารถสร้างชั้นอิเล็กโทรไลต์แข็ง (ซีไอ) ที่เหมาะสมร่วมกับตัวทำละลายบนขั้วบวกคาร์บอน ช่วยเคลือบผิวตัวนำไฟฟ้าบวกเพื่อป้องกันการละลาย มีช่วงความเสถียรทางเคมีไฟฟ้าค่อนข้างกว้าง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมค่อนข้างดี
เพื่อหาค่าการดูดกลืนแสงสูงสุด ตัวอย่างจะถูกกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอโดยการบดด้วยพาราฟินเหลว และเตรียมตัวอย่างโดยการเคลือบลงบนแผ่นผลึกโพแทสเซียมโบรไมด์ (เคบีอาร์) จากนั้นจึงเปรียบเทียบผลลัพธ์กับสเปกตรัมอ้างอิงของลิเธียมเฮกซาฟลูออโรฟอสเฟตเพื่อระบุตัวตน
ตัวอย่างสเปกตรัม
โซลูชันสำหรับการวิเคราะห์แบตเตอรี่ลิเธียมวัสดุคั่น
วัสดุกั้นเป็นฟิล์มพอลิเมอร์ที่ขึ้นรูปเป็นพิเศษ มีโครงสร้างแบบรูพรุนขนาดเล็กที่ยอมให้ลิเธียมไอออนผ่านได้อย่างอิสระ ในขณะที่กั้นอิเล็กตรอน ปัจจุบัน วัสดุกั้นแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่เป็นพอลิโอเลฟิน (พีพี, พีอี, พีพี/พีอี/พีพี) ที่ผลิตโดยใช้กระบวนการขึ้นรูปรูพรุนด้วยการยืดเชิงกล สำหรับการวิเคราะห์เชิงคุณภาพวัสดุกั้นแบตเตอรี่ลิเธียม วิธีที่ดีที่สุดในการหาลักษณะเฉพาะของพอลิเมอร์คือ สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด
การใช้เครื่องสเปกโทรเมตร เอชเคแอล-FTIR สำหรับการวิเคราะห์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์เสริมการสะท้อนแสงรวมแบบลดทอน (เอทีอาร์) ทำให้สามารถทดสอบวัสดุตัวกั้นแบตเตอรี่ลิเธียมได้โดยตรง
 |
ตัวอย่างวัสดุ พีพี |
|
ตัวอย่างวัสดุ พีอี |
