11.03.2025 by Aileen Sammler
Forståelse af tjærematerialers rolle i anodeproduktion ved hjælp af NETZSCH analyseinstrumenter
Tjære spiller en vigtig rolle i produktionen af højtydende grafitanodematerialer til batterier. Under PyrolysePyrolyse er den termiske nedbrydning af organiske forbindelser i en inert atmosfære.pyrolyse ved høje temperaturer karboniserer tjære og hjælper med at danne anodepartiklerne. Tjærens blødgøringspunkt bestemmer det temperaturområde, hvor materialet bliver tilstrækkeligt flydende til at sikre en homogen fordeling i kompositten.
Betydningen af tjære i fremstillingen af grafitanoder
Tjære spiller en vigtig rolle i produktionen af højtydende grafitanodematerialer til batterier. Under PyrolysePyrolyse er den termiske nedbrydning af organiske forbindelser i en inert atmosfære.pyrolyse ved høje temperaturer karboniserer tjære og hjælper med at danne anodepartiklerne. Tjærens blødgøringspunkt bestemmer det temperaturområde, hvor materialet bliver tilstrækkeligt flydende til at sikre en homogen fordeling i kompositten. Et højere blødgøringspunkt giver en mere ensartet belægning, hvilket er afgørende for anodens ydeevne. Efter termisk behandling forbliver den kulstofholdige rest strukturelt stabil og bevarer sin væsentlige termiske og kemiske modstandsdygtighed, en nøglefaktor i højtemperaturanvendelser.
NETZSCH's termiske analysemetoder som termogravimetri (TG eller termogravimetrisk analyse, TGA) og differentiel scanningskalorimetri (DSC) kan bruges til at vurdere, om forskellige tjæretyper egner sig til anodeproduktion.
Eksperimentel tilgang: Termisk analyse af tjærematerialer
Fire forskellige tjæretyper blev analyseret ved hjælp af NETZSCH TG 309 Libra® til termogravimetriske målinger og NETZSCH DSC 300 Caliris® til bestemmelse af FaseovergangeUdtrykket faseovergang (eller faseændring) bruges oftest til at beskrive overgange mellem fast, flydende og gasformig tilstand.faseovergang og blødgøringspunkt. TGA-eksperimenterne blev udført under inerte forhold op til 900 °C og derefter i en oxidativ atmosfære op til 1100 °C. DSC-målinger blev udført for at evaluere glasovergangstemperaturerne og andre kaloriske effekter af tjæreprøverne.
Nøgleresultater fra analysen
- Termogravimetrisk analyse (TGA):
- Pyrolyseprocessen af tjæreprøverne viste massetab på mellem 47,5 % og 65,5 %, hvilket indikerer varierende niveauer af organisk indhold.
- Overgangen til en oxiderende atmosfære satte gang i kulstofforbrændingen, og kulstofindholdet i prøverne varierede mellem 34,4 % og 52,4 %.
- Restaskeindholdet varierede kun lidt mellem prøverne.
- Prøve A havde den højeste termiske stabilitet, mens prøve B havde den laveste.
Nøgleresultater fra analysen
2. Differentiel scanningskalorimetri (DSC):
- Endoterme toppe blev observeret under den første opvarmningscyklus for prøverne B, C og D, mens prøve A viste en EksotermEn prøveovergang eller en reaktion er eksoterm, hvis der udvikles varme.eksoterm reaktion.
- Disse endoterme effekter skyldes AfslapningNår en gummiblanding udsættes for en konstant belastning, er den kraft, der er nødvendig for at opretholde belastningen, ikke konstant, men aftager med tiden; denne adfærd kaldes spændingsaflastning. Den proces, der er ansvarlig for spændingsaflastning, kan være fysisk eller kemisk, og under normale forhold vil begge dele forekomme på samme tid. afslapning og giver indsigt i materialets termiske historie.
- Glasovergangstemperaturerne varierede mellem prøverne, hvor prøve A havde den højeste glasovergangstemperatur på 147 °C.
Konsekvenser for valg af anodemateriale
Kombinationen af TGA- og DSC-analyse giver en omfattende evaluering af tjærematerialer, så producenterne kan bestemme deres termiske stabilitet, kulstofudbytte og glasovergangsadfærd. Disse oplysninger er afgørende for at vælge de bedst egnede råmaterialer, optimere formuleringer og sikre ensartethed i anodeproduktionen. Ved omhyggeligt at evaluere tjæreegenskaber kan producenterne forbedre batteriets effektivitet og levetid, hvilket fører til forbedret ydeevne i højtemperaturanvendelser.
Se også vores webinar "Introduktion til batteritestning ved hjælp af termisk analyse":
Få mere at vide om NETZSCH DSC 300 Caliris® og TG 309 Libra®
Samlede batterienergiløsninger af NETZSCH
NETZSCH Group leverer totalløsninger til batteriapplikationer, fra formaling og dispergering af batterimaterialer, stabil og forureningsfri pumpning til stabilitet, opladnings- og afladningseffektivitet og endda genbrug.
Besøg www.energy.NETZSCH.com for at få mere at vide.