Analisi Termogravimetrica di Idrossido di Litio Monoidrato Utilizzando un Analizzatore Termico Sincrono

Con la crescente domanda da parte dell'industria dei nuovi materiali energetici, l'idrossido di litio idrato, come importante intermedio nella chimica dei sali di litio, è ampiamente utilizzato nella preparazione di materiali catodici, additivi per rivestimenti, lubrificanti, industrie del vetro e della ceramica. Il suo comportamento di disidratazione e decomposizione non solo influisce sulla purezza del materiale, ma è anche direttamente correlato alle impostazioni della temperatura di sinterizzazione, ai processi di stoccaggio e al controllo della composizione. Questo documento, basato sui risultati dell'analisi termica sincrona, delinea il meccanismo di decomposizione e l'intervallo di temperatura chiave dell'idrossido di litio monoidrato in atmosfera di ossigeno, fornendo supporto dati per la produzione aziendale e le applicazioni ingegneristiche.

I. Procedura sperimentale

1. Strumento di misura: Analizzatore termico sincrono STA400

2. Campione: Idrossido di litio monoidrato

3. Parametri sperimentali:

Ambiente: Ossigeno

Velocità di riscaldamento: 5℃/min

Intervallo di temperatura: da 25℃ a 800℃

Nota: I dati in atmosfera di ossigeno riflettono più da vicino i processi reali di sinterizzazione e ossidazione.

4. Spettri di misurazione

5. Analisi dello spettro di misurazione:

Fase 1: Rimozione dell'acqua di cristallizzazione

Intervallo di temperatura: da 31,8℃ a 130,3℃

Perdita di peso: ≈11,31%

Effetto termico: Picco endotermico evidente (≈90℃)

LiOH·H2O→LiOH+H2O↑

Implicazione: La disidratazione completa può essere ottenuta solo a temperature di essiccazione superiori a 130℃; al di sotto di questa temperatura, lo stoccaggio a lungo termine non comporta facilmente la perdita di acqua.

Fase 2: Decomposizione termica dell'idrossido di litio

Intervallo di temperatura: da 198,9℃ a 456,4℃

Perdita di peso: ≈12,53%

Effetto termico: Secondo picco endotermico (≈276℃)

Reazione principale: 2LiOH→Li₂O+H₂O↑

Implicazione: Da 200℃ a 450℃ è l'intervallo di decomposizione critico. Se la temperatura di sinterizzazione del materiale catodico copre questo intervallo, è necessario considerare la variazione di proporzione causata dall'evaporazione dell'acqua. Un tempo di permanenza eccessivo in questo intervallo può portare alla perdita di litio, a deviazioni stechiometriche e ad alto contenuto di ossigeno nel prodotto.

Fase 3: Stabilità ad alta temperatura

Intervallo di temperatura: da 590,7℃ a 744,4℃

Perdita di peso: ≈0,32%

Spiegazione: Nessuna reazione significativa; il sistema tende a stabilizzarsi.

II. Conclusioni sperimentali

Temperature superiori a 600℃ possono essere considerate un intervallo relativamente stabile per Li₂O, adatto per mantenere la stabilità della struttura della sorgente di litio nelle successive fasi ad alta temperatura. Questa analisi termica fornisce il percorso completo di LiOH·H₂O→LiOH→Li₂O e i punti chiave di controllo della temperatura, che fungono da importante riferimento per la formulazione del materiale e l'impostazione della temperatura di sinterizzazione.