เมื่อราว 90 ปีก่อน LECO ได้เปิดตัวเครื่องวิเคราะห์คาร์บอนแบบรวดเร็วเครื่องแรกของโลก ซึ่งนับเป็นจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญของวงการเหล็กและเหล็กกล้าไปตลอด นับตั้งแต่นั้นมา LECO ก็ยังคงเดินหน้าผลักดันขยายขอบเขตของการวิเคราะห์สำหรับวัสดุและอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างต่อเนื่อง ครอบคลุมวัสดุและอุตสาหกรรมหลากหลาย รวมถึงภาคพลังงาน ด้วยความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการวิเคราะห์ธาตุ (Elemental) และความร้อน (Thermal) ในปัจจุบัน บริษัทนับพันทั่วโลกจึงเลือกวางใจใน LECO เพื่อรองรับความต้องการด้านการวิเคราะห์อย่างครบครัน
LECO ทุ่มเททั้งเวลาและทรัพยากรเพื่อพัฒนาวิธีวิเคราะห์ที่ดีที่สุด สำหรับการวิจัยด้านพลังงานในทุกรูปแบบ — ไม่ว่าจะเป็นการร่วมเป็นส่วนหนึ่งของ Volta Foundation หรือการใกล้ชิดกับลูกค้าอย่างต่อเนื่องเราไม่เคยหยุดเรียนรู้ เข้าใจความท้าทายของทั้งลูกค้าและอุตสาหกรรม LECO เรามุ่งมั่นพัฒนาโซลูชันที่ดีที่สุดอย่างต่อเนื่อง
บทบาทของคาร์บอนและกำมะถันในแบตเตอรี่
หนึ่งในโซลูชันที่สำคัญของ LECO คือ เครื่องวิเคราะห์คาร์บอนและซัลเฟอร์แบบเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ผลการวิเคราะห์ธาตุที่แม่นยำและรวดเร็ว โดยเฉพาะในยุคที่เทคโนโลยีแบตเตอรี่กำลังพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว ความแม่นยำในการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุจึงมีบทบาทสำคัญต่อทั้งประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ คาร์บอนและซัลเฟอร์ เป็นสองธาตุที่มีบทบาทสำคัญต่อพฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุในแบตเตอรี่ คาร์บอน มักถูกใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อนำไฟฟ้า แต่ต้องควบคุมปริมาณอย่างพอดี เพื่อให้ยังคงความนำไฟฟ้าได้ดี โดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ในทางกลับกันซัลเฟอร์พบได้ทั่วไปในสูตรเคมีของแบตเตอรี่รุ่นใหม่ ๆ ซึ่งการวิเคราะห์ปริมาณซัลเฟอร์อย่างแม่นยำช่วยลดปัญหาการเสื่อมของความจุและการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ในระยะยาว การเข้าใจและควบคุมระดับของคาร์บอนและซัลเฟอร์จึงเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความทนทาน และจะเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่รุ่นต่อไป
การวิเคราะห์ด้วยวิธีเผาไหม้: คำตอบของการวัดคาร์บอนและซัลเฟอร์
วิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการวัดปริมาณคาร์บอนและซัลเฟอร์ในวัสดุแบตเตอรี่คือการวิเคราะห์การเผาไหม้ (Combustion Analysis) ถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการตรวจวัดปริมาณคาร์บอนและซัลเฟอร์ในวัสดุที่ใช้ผลิตแบตเตอรี่ กระบวนการนี้ทำได้โดยการเผาตัวอย่างในเตาเผาอุณหภูมิสูง ซึ่งอาจเป็นแบบ เตาความต้านทาน (Resistance Furnace) หรือ เตาเหนี่ยวนำ (Induction Furnace) ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุและความต้องการในการวิเคราะห์ โดยใช้ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นตัวช่วยในการออกซิไดซ์ ในระหว่างการเผาไหม้คาร์บอน จะเปลี่ยนเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ซัลเฟอร์ จะเปลี่ยนเป็นก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) จากนั้นจะวัดด้วยตัวตรวจจับอินฟราเรด (Infrared Detection) ซึ่งให้ผลการวิเคราะห์ที่ แม่นยำ รวดเร็ว และไวต่อการตรวจจับในระดับต่ำมากเทคนิคนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับทั้งงานวิจัยและการควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรม การเลือกใช้เตาเผาความต้านทานหรือเตาเหนี่ยวนำทำให้มีความยืดหยุ่นในการจัดการเมทริกซ์ตัวอย่างหลากหลาย ตั้งแต่แบบผงไปจนถึงอิเล็กโทรดแข็ง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ร่วมกับการวิเคราะห์ ICP (Inductively Coupled Plasma) เพื่อให้ได้ข้อมูลธาตุอย่างครอบคลุม แต่ ICP ไม่สามารถตรวจวัดคาร์บอนและซัลเฟอร์ได้โดยตรง ดังนั้นการใช้การวิเคราะห์แบบเผาไหม้ร่วมด้วยจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการเข้าใจองค์ประกอบของวัสดุแบตเตอรี่ได้อย่างสมบูรณ์
เครื่องมือ TGA การประเมินความบริสุทธิ์และคุณภาพด้วยการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริก
นอกเหนือจากการวิเคราะห์ธาตุแล้ว การประเมินความบริสุทธิ์และคุณภาพของวัสดุแบตเตอรี่โดยรวม ยังจำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์อื่น ๆ ร่วมด้วย เช่น ค่าความชื้น (moisture content), ปริมาณเถ้า (ash), และค่าการสูญเสียจากการเผาไหม้ (Loss on Ignition หรือ LOI) ค่าต่างๆ เหล่านี้ ซึ่งโดยปกติจะดำเนินการโดยใช้เครื่องวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริกมาโคร (TGA) จะให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับเสถียรภาพทางความร้อนและความสมบูรณ์ขององค์ประกอบของทั้งวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่รีไซเคิล ความชื้นสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าและอายุการเก็บรักษาของแบตเตอรี่ ในขณะที่ปริมาณเถ้าบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสิ่งเจือปนอนินทรีย์ LOI ช่วยในการทำความเข้าใจปริมาณของสารระเหย ซึ่งสามารถส่งผลต่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่
โซลูชันที่ครอบคลุมกับ LECO
การวิเคราะห์การเผาไหม้และความร้อนร่วมกันเป็นชุดเครื่องมือที่ครอบคลุมสำหรับห้องฏิบัติการเพื่อรับประกันความน่าเชื่อถือและความยั่งยืนของโซลูชันการจัดเก็บพลังงานสมัยใหม่ คุณสามารถค้นหาทุกสิ่งที่คุณต้องการเพื่อให้มั่นใจในผลลัพธ์ของคุณได้ที่บริษัท LECO ซึ่งได้รับความไว้วางใจในการวิเคราะห์มานานกว่า 80 ปี สามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ การวิเคราะห์แบบเผาไหม้ และการประยุกต์ใช้กับวัสดุแบตเตอรี่ได้ใน สัมมนาออนไลน์ (webinar) ของเรา ในงานนี้คุณจะได้เข้าใจถึงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการวิเคราะห์แบบ Combustion และ ICP พร้อมทั้งรู้จักข้อดีของการมีเครื่องมือ LECO (หรือหลายเครื่อง) ในห้องปฏิบัติการของคุณอย่างชัดเจนมากยิ่งขึ้น