11.03.2025 by Aileen Sammler
Comprendre le rôle des matériaux goudronneux dans la production d'anodes à l'aide des instruments d'analyse NETZSCH
Le goudron joue un rôle clé dans la production de matériaux d'anode en graphite de haute performance pour les batteries. Au cours de la PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse à des températures élevées, le goudron se carbonise et contribue à la formation des particules d'anode. Le point de ramollissement du goudron détermine la plage de température à laquelle le matériau se liquéfie suffisamment pour assurer une distribution homogène dans le composite.
L'importance du goudron dans la fabrication des anodes en graphite
Le goudron joue un rôle clé dans la production de matériaux d'anode en graphite de haute performance pour les batteries . Au cours de la PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse à des températures élevées, le goudron se carbonise et contribue à la formation des particules d'anode. Le point de ramollissement du goudron détermine la plage de température à laquelle le matériau se liquéfie suffisamment pour assurer une distribution homogène dans le composite. Un point de ramollissement plus élevé se traduit par un revêtement plus uniforme, ce qui est essentiel pour la performance de l'anode. Après le traitement thermique, le résidu carboné reste structurellement stable et conserve sa résistance thermique et chimique essentielle, un facteur clé dans les applications à haute température.
NETZSCHles méthodes d'analyse thermique de la Commission, telles que la thermogravimétrie (TG ou analyse thermogravimétrique, TGA) et la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), peuvent être utilisées pour évaluer l'adéquation des différents types de goudron à la production d'anodes.
Approche expérimentale : Analyse thermique des matériaux goudronneux
NETZSCH NETZSCH Quatre types de goudron différents ont été analysés à l'aide du TG 309 Libra®pour les mesures thermogravimétriques et du DSC 300 Caliris® pour la détermination de la Transitions de phaseLe terme de transition de phase (ou changement de phase) est le plus souvent utilisé pour décrire les transitions entre les états solide, liquide et gazeux. transition de phase et du point de ramollissement. Les expériences TGA ont été réalisées dans des conditions inertes jusqu'à 900°C, puis dans une atmosphère oxydante jusqu'à 1100°C. Les mesures DSC ont été effectuées pour évaluer les températures de transition vitreuse et d'autres effets caloriques des échantillons de goudron.
Principales conclusions de l'analyse
- Analyse thermogravimétrique (ATG) :
- Le processus de PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse des échantillons de goudron a montré des pertes de masse allant de 47,5 % à 65,5 %, indiquant des niveaux variables de contenu organique.
- Le passage à une atmosphère oxydante a déclenché la combustion du carbone, la teneur en carbone des échantillons variant entre 34,4 % et 52,4 %.
- La Teneur en cendresLes cendres sont une mesure de la teneur en oxydes minéraux sur une base pondérale. L'analyse thermogravimétrique (ATG) en atmosphère oxydante est une méthode éprouvée pour déterminer le résidu inorganique, communément appelé cendre, dans les matériaux organiques tels que les polymères, les caoutchoucs, etc. Par conséquent, la mesure AGT Identify permet de déterminer si un matériau est chargé et de calculer la teneur totale en charge.teneur en cendres résiduelles a peu varié d'un échantillon à l'autre.
- L'échantillon A présentait la Stabilité thermiqueUn matériau est thermiquement stable s'il ne se décompose pas sous l'influence de la température. Une façon de déterminer la stabilité thermique d'une substance est d'utiliser un ATG (analyseur thermogravimétrique). stabilité thermique la plus élevée, tandis que l'échantillon B présentait la plus faible.
Principales conclusions de l'analyse
2. Calorimétrie différentielle à balayage (DSC) :
- Des pics endothermiques ont été observés au cours du premier cycle de chauffage pour les échantillons B, C et D, tandis que l'échantillon A a montré une réponse ExothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est exothermique si elle produit de la chaleur.exothermique.
- Ces effets endothermiques sont dus à la relaxation et donnent un aperçu de l'histoire thermique du matériau.
- Les températures de transition vitreuse varient d'un échantillon à l'autre, l'échantillon A présentant la température de transition vitreuse la plus élevée (147°C).
Implications pour la sélection des matériaux d'anode
La combinaison des analyses TGA et DSC fournit une évaluation complète des matériaux goudronneux, permettant aux fabricants de déterminer leur Stabilité thermiqueUn matériau est thermiquement stable s'il ne se décompose pas sous l'influence de la température. Une façon de déterminer la stabilité thermique d'une substance est d'utiliser un ATG (analyseur thermogravimétrique). stabilité thermique, leur rendement en carbone et leur comportement à la transition vitreuse. Ces informations sont essentielles pour sélectionner les matières premières les plus appropriées, optimiser les formulations et assurer la cohérence de la production d'anodes. En évaluant soigneusement les propriétés du goudron, les fabricants peuvent améliorer l'efficacité et la longévité des batteries, ce qui se traduit par de meilleures performances dans les applications à haute température.
Regardez également notre webinaire "Introduction aux tests de batteries par analyse thermique" :
En savoir plus sur les sites NETZSCH DSC 300 Caliris® et TG 309 Libra®
Total Battery Energy Solutions par NETZSCH
Le groupe NETZSCH fournit des solutions complètes pour les applications de batteries, depuis le broyage et la dispersion des matériaux de batteries, le pompage stable et sans contamination jusqu'à la stabilité, l'efficacité de la charge et de la décharge et même le recyclage.
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