11.03.2025 by Aileen Sammler
Inzicht in de rol van teermaterialen in de anodeproductie met behulp van NETZSCH analyse-instrumenten
Teer speelt een belangrijke rol bij de productie van hoogwaardige grafietanodematerialen voor batterijen. Tijdens PyrolysePyrolyse is de thermische ontbinding van organische verbindingen in een inerte atmosfeer.pyrolyse bij hoge temperaturen carboniseert teer en helpt bij de vorming van de anodepartikels. Het verwekingspunt van de teer bepaalt het temperatuurbereik waarbij het materiaal voldoende vloeibaar wordt om een homogene verdeling in het composiet te garanderen.
Het belang van teer bij de productie van grafietanoden
Teer speelt een belangrijke rol bij de productie van hoogwaardige grafietanodematerialen voor batterijen . Tijdens PyrolysePyrolyse is de thermische ontbinding van organische verbindingen in een inerte atmosfeer.pyrolyse bij hoge temperaturen carboniseert teer en helpt bij de vorming van de anodepartikels. Het verwekingspunt van de teer bepaalt het temperatuurbereik waarbij het materiaal voldoende vloeibaar wordt om een homogene verdeling in het composiet te garanderen. Een hoger verwekingspunt resulteert in een meer uniforme coating, wat cruciaal is voor de prestaties van de anode. Na de thermische behandeling blijft het koolstofhoudend residu structureel stabiel en behoudt het zijn essentiële thermische en chemische weerstand, een sleutelfactor in toepassingen bij hoge temperaturen.
NETZSCHthermische analysemethoden zoals thermogravimetrie (TG of thermogravimetrische analyse, TGA) en differentiële scanning calorimetrie (DSC) kunnen worden gebruikt om de geschiktheid van verschillende teertypes voor de productie van anoden te beoordelen.
Experimentele benadering: Thermische analyse van teerhoudende materialen
Vier verschillende soorten teer werden geanalyseerd met de NETZSCH TG 309 Libra®voor thermogravimetrische metingen en de NETZSCH DSC 300 Caliris® voor bepaling van de FaseovergangenDe term faseovergang (of faseverandering) wordt meestal gebruikt om overgangen tussen de vaste, vloeibare en gasvormige toestand te beschrijven.faseovergang en het verwekingspunt. De TGA-experimenten werden uitgevoerd onder inerte omstandigheden tot 900 °C en daarna in een oxidatieve atmosfeer tot 1100 °C. DSC-metingen werden uitgevoerd om de glasovergangstemperaturen en andere calorische effecten van de teermonsters te evalueren.
Belangrijkste bevindingen uit de analyse
- Thermogravimetrische analyse (TGA):
- Het pyrolyseproces van de teermonsters liet massaverliezen zien variërend van 47,5% tot 65,5%, wat duidt op verschillende niveaus van organische inhoud.
- De overgang naar een oxiderende atmosfeer initieerde de verbranding van koolstof, waarbij het koolstofgehalte van de monsters varieerde tussen 34,4% en 52,4%.
- Het restasgehalte vertoonde weinig variatie tussen de monsters.
- Monster A had de hoogste Thermische stabiliteitEen materiaal is thermisch stabiel als het niet ontleedt onder invloed van temperatuur. Een manier om de thermische stabiliteit van een stof te bepalen is door een TGA (thermogravimetrische analyser) te gebruiken. thermische stabiliteit, terwijl monster B de laagste had.
Belangrijkste bevindingen uit de analyse
2. Differentiële scanning calorimetrie (DSC):
- Endotherme pieken werden waargenomen tijdens de eerste verwarmingscyclus voor monsters B, C en D, terwijl monster A een exotherme respons vertoonde.
- Deze endotherme effecten zijn het gevolg van relaxatie en geven inzicht in de thermische geschiedenis van het materiaal.
- De glasovergangstemperaturen varieerden tussen de monsters, waarbij monster A de hoogste GlasovergangstemperatuurDe glasovergang is een van de belangrijkste eigenschappen van amorfe en semikristallijne materialen, zoals anorganisch glas, amorfe metalen, polymeren, farmaceutische producten en voedingsingrediënten, enz. en beschrijft het temperatuurgebied waar de mechanische eigenschappen van de materialen veranderen van hard en bros naar meer zacht, vervormbaar of rubberachtig.glasovergangstemperatuur had bij 147°C.
Implicaties voor de keuze van het anodemateriaal
De combinatie van TGA- en DSC-analyse biedt een uitgebreide evaluatie van teerhoudende materialen, waardoor fabrikanten hun Thermische stabiliteitEen materiaal is thermisch stabiel als het niet ontleedt onder invloed van temperatuur. Een manier om de thermische stabiliteit van een stof te bepalen is door een TGA (thermogravimetrische analyser) te gebruiken. thermische stabiliteit, koolstofopbrengst en glasovergangsgedrag kunnen bepalen. Deze informatie is essentieel voor het selecteren van de meest geschikte grondstoffen, het optimaliseren van formuleringen en het verzekeren van consistentie in de anodeproductie. Door de teereigenschappen zorgvuldig te evalueren, kunnen fabrikanten de efficiëntie en levensduur van batterijen verbeteren, wat leidt tot betere prestaties in toepassingen met hoge temperaturen.
Bekijk ook ons webinar "Inleiding tot het testen van batterijen door thermische analyse":
Meer informatie over de NETZSCH DSC 300 Caliris® en TG 309 Libra®
Totaaloplossingen voor batterij-energie door NETZSCH
De NETZSCH Group biedt totaaloplossingen voor batterijtoepassingen, van het vermalen en dispergeren van batterijmaterialen, stabiel en verontreinigingsvrij pompen tot stabiliteit, laad- en ontlaadefficiëntie en zelfs recycling.
Bezoek www.energy.NETZSCH.com voor meer informatie.