11.03.2025 by Aileen Sammler
Разбиране на ролята на катранените материали при производството на аноди чрез инструменти за анализ NETZSCH
Катранът играе ключова роля в производството на висококачествени графитни анодни материали за батерии. По време на пиролизата при повишени температури катранът се карбонизира и спомага за образуването на анодните частици. Точката на омекване на катрана определя температурния диапазон, при който материалът ще се втечни достатъчно, за да осигури хомогенно разпределение в композита.
Значението на катрана в производството на графитни аноди
Катранът играе ключова роля в производството на висококачествени графитни анодни материали за батерии . По време на пиролизата при повишени температури катранът се карбонизира и спомага за формирането на анодните частици. Точката на омекване на катрана определя температурния диапазон, при който материалът ще се втечни достатъчно, за да осигури хомогенно разпределение в композита. По-високата точка на омекване води до по-равномерно покритие, което е от решаващо значение за работата на анода. След термичната обработка въглените остатъци остават структурно стабилни и запазват основната си термична и химическа устойчивост, което е ключов фактор при високотемпературни приложения.
NETZSCH's Методите за термичен анализ, като термогравиметрия (TG или термогравиметричен анализ, TGA) и диференциална сканираща калориметрия (DSC), могат да се използват за оценка на пригодността на различните видове катран за производство на аноди.
Експериментален подход: Термичен анализ на катранени материали
Четири различни вида катран бяха анализирани с помощта на NETZSCH TG 309 Libra®за термогравиметрични измервания и NETZSCH DSC 300 Caliris® за определяне на фазовия преход и точката на омекване. Експериментите на TGA са проведени в инертни условия до 900°C, а след това в окислителна атмосфера до 1100°C. Измерванията на DSC бяха извършени за оценка на температурите на встъкляване и други калорични ефекти на катранените проби.
Основни изводи от анализа
- Термогравиметричен анализ (TGA):
- Процесът на пиролиза на пробите от катран показва загуба на маса в диапазона от 47,5 % до 65,5 %, което показва различни нива на органично съдържание.
- Преминаването към окислителна атмосфера инициира изгарянето на въглерода, като съдържанието на въглерод в пробите варира между 34,4 % и 52,4 %.
- Съдържанието на остатъчна пепел не се различава съществено между пробите.
- Образец А е с най-висока термична стабилност, докато образец Б е с най-ниска.
Основни изводи от анализа
2. Диференциална сканираща калориметрия (DSC):
- По време на първия цикъл на нагряване се наблюдават ендотермични пикове за образци B, C и D, докато образец A показва екзотермична реакция.
- Тези ендотермични ефекти се дължат на релаксация и дават представа за термичната история на материала.
- Температурите на встъкляване варират между пробите, като проба А има най-висока температура на встъкляване при 147°C.
Последици за избора на аноден материал
Комбинацията от TGA и DSC анализ осигурява цялостна оценка на катранените материали, като позволява на производителите да определят тяхната термична стабилност, добив на въглерод и поведение при стъклопреход. Тази информация е от съществено значение за избора на най-подходящите суровини, за оптимизиране на формулите и за осигуряване на последователност при производството на аноди. Чрез внимателна оценка на свойствата на катрана производителите могат да подобрят ефективността и дълготрайността на батериите, което води до по-добра работа при високотемпературни приложения.
Гледайте също нашия уебинар "Въведение в изпитването на батерии чрез термичен анализ":
Научете повече за NETZSCH DSC 300 Caliris® и TG 309 Libra®
Общи енергийни решения за батерии от NETZSCH
Групата NETZSCH предлага цялостни решения за приложения в батерии - от смилане и диспергиране на материали за батерии, стабилно изпомпване без замърсяване до стабилност, ефективност на зареждане и разреждане и дори рециклиране.
Посетете www.energy.NETZSCH.com за да научите повече.