石墨(天然石墨或合成石墨)是鋰離子電池陽極制造中最常用的材料。石墨顆粒的類型、純度、形狀和大小會顯著影響電池的性能和循環壽命。熱重分析 (TGA) 可用于測量石墨的分解,并可對石墨的粒徑、均勻性和純度進行表征。對工業石墨樣品的分析表明,分解溫度取決于顆粒大小。該工作表明,除了了解石墨的熱特性外,TGA 還可用于質量控制并可作為其他技術(如粒徑分析)的補充。

上海和晟 HS-TGA-101 熱重分析儀
對天然和合成石墨進行了熱重分析。對天然石墨的測量表明,重量損失數據對粒徑敏感,這與之前公布的數據一致。導數峰、15% (T15) 重量損失時的溫度和 50% (T50) 重量損失時的溫度均與粒徑相關。 合并數據時,TGA 數據可補充并澄清粒徑數據。
與天然樣品相比,粒徑與其非常相似的合成樣品具有更低的降解溫度。它也不與三個天然樣本顯示的線性進程擬合,這可能是由于形態和晶體結構的原因。天然石墨和合成石墨在形態和結晶結構上均存在固有的差異,這些差異來自它們各自的制造過程。粒徑分析可能無法揭示這些差異。熱重分析儀可用于粉體石墨應用領域的質量控制和分析研究(包括電池研究的重要領域),以提供有關樣品均勻性和純度的信息。 它是一種可用于石墨材料表征的快速、可靠且簡單的分析技術