11.03.2025 by Aileen Sammler
A kátrányanyagok szerepének megértése az anódgyártásban a NETZSCH elemzőműszerek segítségével
A kátrány kulcsszerepet játszik a nagy teljesítményű akkumulátoros grafit anódanyagok előállításában. A magas hőmérsékleten történő PirolízisA pirolízis szerves vegyületek termikus bomlása inert atmoszférában.pirolízis során a kátrány elszenesedik, és segít kialakítani az anódrészecskéket. A kátrány lágyulási pontja határozza meg azt a hőmérséklettartományt, amelyen az anyag kellően elfolyósodik ahhoz, hogy a kompozitban homogén eloszlást biztosítson.
A kátrány jelentősége a grafitanódgyártásban
A kátrány kulcsszerepet játszik a nagy teljesítményű akkumulátoros grafit anódanyagok előállításában. A magas hőmérsékleten történő PirolízisA pirolízis szerves vegyületek termikus bomlása inert atmoszférában.pirolízis során a kátrány elszenesedik, és segít kialakítani az anódrészecskéket. A kátrány lágyulási pontja határozza meg azt a hőmérséklettartományt, amelyen az anyag kellően elfolyósodik ahhoz, hogy a kompozitban homogén eloszlást biztosítson. A magasabb lágyulási pont egyenletesebb bevonatot eredményez, ami kritikus az anód teljesítménye szempontjából. A hőkezelés után a széntartalmú maradék szerkezetileg stabil marad, és megőrzi alapvető termikus és kémiai ellenállását, ami kulcsfontosságú tényező a magas hőmérsékletű alkalmazásokban.
NETZSCHaz olyan hőelemzési módszerek, mint a termogravimetria (TG vagy termogravimetriás analízis, TGA) és a differenciál pásztázó kalorimetria (DSC ), felhasználhatók a különböző kátránytípusok anódgyártásra való alkalmasságának értékelésére.
Kísérleti megközelítés: Kátrányos anyagok termikus elemzése
Négy különböző kátránytípust vizsgáltunk a NETZSCH TG 309 Libra®termogravimetriás mérésekhez és a NETZSCH DSC 300 Caliris® fázisátalakulási és lágyulási pont meghatározásához. A TGA-kísérleteket 900°C-ig inert körülmények között, majd 1100°C-ig oxidatív atmoszférában végeztük. A DSC méréseket a kátrányminták üvegesedési átmeneti hőmérsékletének és egyéb kalorikus hatásainak értékelésére végeztük.
Az elemzés legfontosabb megállapításai
- Termogravimetriás elemzés (TGA):
- A kátrányminták pirolízise során 47,5% és 65,5% közötti tömegveszteséget mutattak ki, ami különböző mértékű szervesanyag-tartalomra utal.
- Az oxidáló atmoszférába való átmenet a szén égését indította el, a minták széntartalma 34,4% és 52,4% között változott.
- A maradék Hamu tartalomA hamu az ásványi oxidtartalom mérőszáma, súly alapján. A termogravimetriás analízis (TGA) oxidatív atmoszférában jól bevált módszer a szerves anyagokban, például polimerekben, gumikban stb. található szervetlen maradékok, az úgynevezett hamu meghatározására. Ezért a TGA-mérés azonosítja, hogy egy anyag töltőanyaggal van-e töltve, és kiszámítja a teljes töltőanyag-tartalmat. hamutartalom a minták között kevés eltérést mutatott.
- Az A mintának volt a legmagasabb a hőstabilitása, míg a B mintának a legalacsonyabb.
Az elemzés legfontosabb megállapításai
2. Differenciál pásztázó kalorimetria (DSC):
- A B, C és D minta esetében az első fűtési ciklus során endoterm csúcsokat figyeltek meg, míg az A minta exoterm reakciót mutatott.
- Ezek az endoterm hatások a RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációnak köszönhetőek, és betekintést nyújtanak az anyag hőtörténetébe.
- Az üvegesedési hőmérsékletek a minták között eltérőek voltak, az A minta üvegesedési hőmérséklete 147 °C-on volt a legmagasabb.
Következmények az anódanyag kiválasztására
A TGA és a DSC elemzés kombinációja átfogó értékelést nyújt a kátrányanyagokról, lehetővé téve a gyártók számára, hogy meghatározzák azok HőstabilitásEgy anyag hőstabil, ha a hőmérséklet hatására nem bomlik el. Egy anyag hőstabilitásának meghatározására a TGA (termogravimetriás analizátor) egyik módja. hőstabilitását, szénhozamát és üvegesedési viselkedését. Ez az információ elengedhetetlen a legmegfelelőbb nyersanyagok kiválasztásához, a formulák optimalizálásához és az anódgyártás következetességének biztosításához. A kátránytulajdonságok gondos értékelésével a gyártók javíthatják az akkumulátorok hatékonyságát és élettartamát, ami jobb teljesítményt eredményez a magas hőmérsékletű alkalmazásokban.
Tekintse meg a "Bevezetés az akkumulátorok hőelemzéssel történő vizsgálatába" című webináriumunkat is:
További információk a NETZSCH DSC 300 Caliris® és TG 309 készülékről Libra®
Teljes akkumulátoros energiamegoldások NETZSCH
A NETZSCH csoport teljes körű megoldásokat kínál az akkumulátorok alkalmazásához, az akkumulátorok anyagainak őrlésétől és diszpergálásától kezdve a stabil és szennyeződésmentes szivattyúzáson át a stabilitásig, a töltés és a kisütés hatékonyságáig, sőt az újrahasznosításig.
Látogasson el a weboldalra www.energy.NETZSCH.com ha többet szeretne megtudni.