水面に浮かぶカラフルな油膜は、虹色の模様と質感を見せ、環境汚染を浮き彫りにしている。

11.03.2025 by Aileen Sammler

NETZSCH 分析装置による負極製造におけるタール材料の役割の理解

高性能電池用黒鉛負極材の製造において、タールは重要な役割を果たしている。高温での熱分解中にタールは炭化し、負極粒子の形成を助ける。タールの軟化点は、材料が十分に液化して複合材料中に均質に分布する温度範囲を決定する。

黒鉛負極製造におけるタールの重要性

高性能電池 用黒鉛負極材の製造において、タールは重要な役割を果たしている。高温での熱分解中にタールは炭化し、負極粒子の形成を助ける。タールの軟化点は、材料が十分に液化して複合材料中に均質に分布する温度範囲を決定する。軟化点が高ければ高いほど、負極の性能にとって重要な均一なコーティングが可能になる。熱処理後、炭素質残渣は構造的に安定したままであり、高温用途で重要な要素である本質的な熱抵抗と化学抵抗を保持します。

NETZSCH熱重量測定 (TGまたは熱重量分析、TGA)や示差走査熱量測定(DSC)などの熱分析法は、陽極製造におけるさまざまな種類のタールの適合性を評価するために使用できます。

実験的アプローチタール材料の熱分析

熱重量測定にはNETZSCH TG 309Libra を、相転移および軟化点測定にはNETZSCH DSC 300Calirisを使用し、4種類のタールを分析した。TGA実験は不活性条件下で900℃まで、その後酸化雰囲気下で1100℃まで行った。DSC測定は、タール試料のガラス転移温度とその他の熱量効果を評価するために行った。

不織布のスペシャリストであるSandler AGのロゴ。
NETZSCH TG 309Libra サーモバランス

主な分析結果

  1. 熱重量分析(TGA):
    • タール試料の熱分解過程では、47.5%から65.5%の質量減少が見られ、有機物含有量が様々であることが示された。
    • 酸化雰囲気に移行すると炭素の燃焼が始まり、試料の炭素含有量は34.4%から52.4%の間で変化した。
    • 残留灰分(灰分含有量)は、試料間でほとんど差がなかった。
    • 試料Aは熱安定性が最も高く、試料Bは最も低かった。

主な分析結果

2.示差走査熱量測定(DSC):

  • 試料B、C、Dは最初の加熱サイクルで吸熱(吸熱性)ピークが観察されたが、試料Aは発熱反応を示した。
  • これらの吸熱(吸熱性)は緩和によるもので、材料の熱履歴を知る手がかりとなる。
  • ガラス転移温度は試料によって異なり、試料Aが最も高く147℃であった。
プロフェッショナルな積層造形セットアップで製造されるグリーン3Dプリント造形物。
NETZSCH DSC 300Caliris

負極材料選択への示唆

TGAとDSC分析を組み合わせることで、タール材料の総合的な評価が可能になり、メーカーはその熱安定性、炭素収率、ガラス転移挙動を測定することができます。この情報は、最適な原料を選択し、配合を最適化し、負極製造の一貫性を確保するために不可欠です。タールの特性を慎重に評価することで、メーカーは電池の効率と寿命を改善し、高温用途での性能向上につなげることができます。

ウェビナー「熱分析による電池試験入門」もご覧ください:

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NETZSCH DSC 300Caliris および TG 309 について詳しくはこちらをご覧ください。Libra®

  • DSC 300 Caliris® Classic

    ポリマー、食品、化粧品、有機物の品質保証

    • コンパクトな設計で、実験室のスペースを有効活用
    • 温度範囲:-170°C~600°C
    • オートサンプラー:最大20個の試料および基準試料に対応
  • DSC 300 Caliris® Select

    ポリマー、食品、化粧品、有機物の品質保証

    • 適切なモジュールをお選びください:スタンダード、ポリマー、またはハイパフォーマンス
    • 温度範囲:-180°C ~ 750°C
    • オートサンプラー:最大192+12個の試料および参照試料
  • DSC 300 Caliris® Supreme

    ポリマー、食品、化粧品、有機物の品質保証

    • 簡単に交換可能な3つのモジュール:スタンダード、ポリマー、ハイパフォーマンス
    • 温度範囲:-180°C~750°C
    • UV用アクセサリー:フォト熱量計を用いた硬化反応の解析
  • TG 309 Libra® Classic

    品質管理に最適なサーモバランスで質量の変化を検出し、製品の品質を確保しましょう!

    • 天秤の分解能:50ng
    • 温度範囲:試料部で室温(10°C)から1025°C
    • オートサンプラー:試料および参照用スペース各20箇所
  • TG 309 Libra® Select

    産業開発研究所を含む、各種研究所での試験において、当社の主力機種です!

    • 天秤の分解能:20ng
    • 温度範囲:室温(10°C)から、試料部で1025°C/1100°C
    • オートサンプラー:試料および標準試料用スペース204個
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    学術機関や産業界の研究ラボ向けに開発されたオールインワン型装置で、製品の品質と安全性を確保しましょう!

    • 天秤の分解能:10ng
    • 温度範囲:試料部で室温(10°C)から1100°C
    • オートサンプラー:試料および参照用スペース 204箇所
動的機械分析を示すグラフ。オイル、メルト、ポリマー、金属のE'とE''の値を角度δで示す。

トータル・バッテリー・エネルギー・ソリューションNETZSCH

NETZSCH グループは、電池材料の粉砕・分散、安定したコンタミのないポンピング、安定性、充放電効率、さらにはリサイクルに至るまで、電池用途のトータルソリューションを提供しています。

アクセス www.energy.NETZSCH.comをご覧ください。

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