Mục tiêu phát hiện
Xác định các chất kết dính và vật liệu phân tách thường được sử dụng trong pin lithium-ion
Tổng quan
Pin lithium là loại pin sử dụng kim loại lithium hoặc hợp kim lithium làm vật liệu cực dương và dung dịch điện phân không chứa nước. Chúng có những ưu điểm như năng lượng riêng cao, tuổi thọ dài, điện áp định mức cao, tỷ lệ tự phóng điện thấp, trọng lượng nhẹ, khả năng thích ứng tốt với nhiệt độ cao và thấp, và thân thiện với môi trường. Do đó, chúng ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành loại pin phổ biến nhất hiện nay. Pin lithium chủ yếu bao gồm các thành phần như cực âm, cực dương, màng ngăn, chất điện phân hữu cơ và vỏ pin.
Trong nghiên cứu, phát triển, sản xuất và kiểm soát chất lượng pin lithium, phân tích định tính là cần thiết đối với các vật liệu như chất kết dính, vật liệu phân tách, chất điện phân hữu cơ và vật liệu polymer được sử dụng trong cực âm và cực dương. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), tận dụng đặc điểm quang phổ hồng ngoại độc đáo của các hợp chất hữu cơ, là phương pháp tối ưu để phân tích định tính các vật liệu hữu cơ trong pin lithium.
Thiết bị
Máy quang phổ HKL-FTIR dùng để phân tích pin lithium-ion.
Ứng dụng
Cực âm: Phân tích định tính/định lượng chất kết dính
Anode: Phân tích định tính/định lượng chất kết dính
Vật liệu phân tách: Phân tích định tính
Các vật liệu polymer khác: Phân tích định tính
Giải pháp phân tích chất kết dính trong pin lithium
1. Tổng quan
Các chất kết dính thường được sử dụng trong pin lithium-ion chủ yếu bao gồm polyvinyl alcohol (PVA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyolefin (PP, PE và các copolyme của chúng), polyvinylidene fluoride (PVDF), cũng như cao su SBR biến tính, cao su flo hóa, polyurethane và các chất khác. Là một thành phần quan trọng của điện cực pin lithium-ion, chất kết dính có chức năng đảm bảo độ bám dính đủ giữa các hạt vật liệu hoạt tính và giữa vật liệu hoạt tính với các chất dẫn điện trong quá trình hoạt động của pin, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành lớp SEI (lớp giao diện điện phân rắn).
Máy quang phổ HKL-FTIR dùng để phân tích pin lithium-ion, được trang bị phụ kiện phản xạ toàn phần suy giảm (ATR), cung cấp giải pháp lý tưởng để phân tích chất kết dính trong pin lithium. Phương pháp này không cần chuẩn bị mẫu, dễ thực hiện và cho kết quả đáng tin cậy, là lựa chọn tuyệt vời để xác định các chất kết dính được sử dụng trong pin lithium.
2. Ví dụ về phổ
 |
Polytetrafluoroethylene (PTFE) |
 |
Polyvinylidene Fluoride (PVDF) |
|
Polyacrylate |
3. Phân tích lithium hexafluorophosphate
Lithium hexafluorophosphate (LiPF6(Oxi măng) là một thành phần quan trọng trong chất điện phân của pin lithium-ion. Nó thể hiện độ hòa tan thích hợp và độ dẫn điện cao trong nhiều dung môi không phải nước; nó có thể tạo thành một lớp giao diện điện phân rắn (màng SEI) phù hợp với dung môi trên cực dương carbon; nó có tác dụng thụ động hóa hiệu quả bộ thu dòng điện dương để ngăn ngừa sự hòa tan; nó có cửa sổ ổn định điện hóa tương đối rộng và thể hiện tính thân thiện với môi trường tương đối tốt.
Để xác định các đỉnh hấp thụ, mẫu được phân tán đồng đều bằng cách nghiền với parafin lỏng, và quá trình chuẩn bị được thực hiện bằng cách phủ lên đĩa tinh thể kali bromua (KBr). Sau đó, kết quả được so sánh với phổ tham chiếu của lithi hexafluorophosphat để nhận dạng.
Ví dụ về phổ
Giải pháp phân tích pin lithiumvật liệu phân tách
Vật liệu màng ngăn là một loại màng polymer được tạo hình đặc biệt với cấu trúc vi xốp cho phép các ion liti đi qua tự do trong khi ngăn chặn các electron. Hiện nay, màng ngăn pin liti chủ yếu là màng ngăn polyolefin (PP, PE, PP/PE/PP) được sản xuất bằng quy trình tạo lỗ xốp bằng cách kéo giãn cơ học. Là phương pháp định tính tốt nhất để đặc trưng hóa polymer, quang phổ hồng ngoại có thể được sử dụng để phân tích định tính vật liệu màng ngăn pin liti.
Sử dụng máy quang phổ HKL-FTIR để phân tích pin lithium-ion được trang bị phụ kiện phản xạ toàn phần suy giảm (ATR), vật liệu màng ngăn pin lithium có thể được kiểm tra trực tiếp.
 |
Vật liệu mẫu PP |
|
Vật liệu mẫu PE |
