同期熱分析器を用いたリチウムヒドロキシド単水素の熱重力測定分析

新エネルギー材料産業からの需要増加に伴い、リチウム塩化学における重要な中間体である水酸化リチウム一水和物は、正極材料の調製、コーティング添加剤、潤滑剤、ガラスおよびセラミック産業で広く使用されています。その脱水および分解挙動は、材料の純度に影響を与えるだけでなく、焼結温度設定、保管プロセス、および組成制御にも直接関係しています。本論文では、同期熱分析の結果に基づいて、酸素雰囲気下における水酸化リチウム一水和物の分解メカニズムと主要な温度範囲を概説し、企業の生産およびエンジニアリングアプリケーションのためのデータサポートを提供します。

I. 実験手順

1. 測定機器：STA400同期熱分析装置

2. サンプル：水酸化リチウム一水和物

3. 実験パラメータ：

雰囲気：酸素

昇温速度：5℃/分

温度範囲：25℃～800℃

注：酸素雰囲気下でのデータは、実際の焼結および酸化プロセスをより正確に反映しています。

4. 測定スペクトル

5. 測定スペクトル分析：

ステージ1：結晶水の除去

温度範囲：31.8℃～130.3℃

重量減少：約11.31%

熱効果：明らかな吸熱ピーク（約90℃）

LiOH・H2O→LiOH+H2O↑

意味：完全な脱水は、130℃以上の乾燥温度でのみ達成できます。この温度以下では、長期保管しても容易に水分が失われることはありません。

ステージ2：水酸化リチウムの熱分解

温度範囲：198.9℃～456.4℃

重量減少：約12.53%

熱効果：2番目の吸熱ピーク（約276℃）

主要反応：2LiOH→Li₂O+H₂O↑

意味：200℃～450℃は重要な分解範囲です。正極材料の焼結温度がこの範囲をカバーする場合、水の蒸発による割合の変化を考慮する必要があります。この範囲での過剰な滞留時間は、リチウムの損失、化学量論的偏差、および製品中の高い酸素含有量につながる可能性があります。

ステージ3：高温安定性

温度範囲：590.7℃～744.4℃

重量減少：約0.32%

説明：有意な反応なし。システムは安定化する傾向があります。

II. 実験結論

600℃以上の温度は、Li₂Oにとって比較的安定した範囲と見なすことができ、その後の高温段階でのリチウム源構造の安定性を維持するのに適しています。この熱分析は、LiOH・H₂O→LiOH→Li₂Oの完全なルートと主要な温度制御ポイントを提供し、材料配合と焼結温度設定の重要な参考資料として役立ちます。