11.03.2025 by Aileen Sammler
Förståelse av tjärmaterialens roll i anodproduktionen med hjälp av NETZSCH Analysinstrument
Tjära spelar en nyckelroll vid tillverkningen av högpresterande grafitanodmaterial för batterier. Under PyrolysPyrolys är den termiska nedbrytningen av organiska föreningar i en inert atmosfär.pyrolys vid förhöjda temperaturer förkolnar tjäran och hjälper till att bilda anodpartiklarna. Tjärans mjukningspunkt bestämmer det temperaturområde där materialet blir tillräckligt flytande för att säkerställa en homogen fördelning i kompositen.
Betydelsen av tjära vid tillverkning av grafitanoder
Tjära spelar en nyckelroll vid tillverkningen av högpresterande grafitanodmaterial för batterier. Under PyrolysPyrolys är den termiska nedbrytningen av organiska föreningar i en inert atmosfär.pyrolys vid förhöjda temperaturer förkolnar tjäran och hjälper till att bilda anodpartiklarna. Tjärans mjukningspunkt avgör vid vilket temperaturintervall materialet blir tillräckligt flytande för att säkerställa en homogen fördelning i kompositen. En högre mjukningspunkt resulterar i en mer enhetlig beläggning, vilket är avgörande för anodens prestanda. Efter termisk behandling förblir den kolhaltiga återstoden strukturellt stabil och behåller sin väsentliga termiska och kemiska beständighet, en nyckelfaktor i högtemperaturapplikationer.
NETZSCH's termiska analysmetoder som termogravimetri (TG eller termogravimetrisk analys, TGA) och differentiell skanningskalorimetri (DSC) kan användas för att bedöma lämpligheten hos olika tjärtyper för anodproduktion.
Experimentellt tillvägagångssätt: Termisk analys av tjärmaterial
Fyra olika typer av tjära analyserades med hjälp av NETZSCH TG 309 Libra® för termogravimetriska mätningar och NETZSCH DSC 300 Caliris® för bestämning av FasövergångarBegreppet fasövergång (eller fasförändring) används oftast för att beskriva övergångar mellan fast, flytande och gasformigt tillstånd.fasövergång och mjukningspunkt. TGA-försöken utfördes under inerta förhållanden upp till 900°C och därefter i en oxidativ atmosfär upp till 1100°C. DSC-mätningar utfördes för att utvärdera glasövergångstemperaturerna och andra kaloriska effekter av tjärproverna.
Viktiga slutsatser från analysen
- Termogravimetrisk analys (TGA):
- Pyrolysprocessen för tjärproverna visade massförluster på mellan 47,5% och 65,5%, vilket indikerar varierande nivåer av organiskt innehåll.
- Övergången till en oxiderande atmosfär initierade kolförbränning, med kolinnehållet i proverna varierande mellan 34,4% och 52,4%.
- Innehållet av restaska varierade inte nämnvärt mellan proverna.
- Prov A hade den högsta termiska stabiliteten, medan prov B hade den lägsta.
Viktiga slutsatser från analysen
2. Differentiell skanningskalorimetri (DSC):
- Endoterma toppar observerades under den första uppvärmningscykeln för proverna B, C och D, medan prov A visade ett exotermt svar.
- Dessa endotermiska effekter beror på relaxation och ger en inblick i materialets termiska historia.
- Glasomvandlingstemperaturen varierade mellan proverna, där prov A hade den högsta glasomvandlingstemperaturen på 147°C.
Konsekvenser för val av anodmaterial
Kombinationen av TGA- och DSC-analys ger en heltäckande utvärdering av tjärmaterial, vilket gör det möjligt för tillverkare att bestämma deras termiska stabilitet, kolutbyte och glasövergångsbeteende. Denna information är viktig för att välja de lämpligaste råvarorna, optimera formuleringarna och säkerställa en konsekvent anodproduktion. Genom att noggrant utvärdera tjärans egenskaper kan tillverkarna förbättra batteriets effektivitet och livslängd, vilket leder till förbättrad prestanda i högtemperaturapplikationer.
Se även vårt webbinarium "Introduktion till batteritestning med termisk analys":
Läs mer om NETZSCH DSC 300 Caliris® och TG 309 Libra®
Totala batterilösningar för energi genom NETZSCH
NETZSCH Group erbjuder helhetslösningar för batteritillämpningar, från slipning och dispergering av batterimaterial, stabil och föroreningsfri pumpning till stabilitet, laddnings- och urladdningseffektivitet och till och med återvinning.
Besök gärna www.energy.NETZSCH.com om du vill veta mer.