Análise termogravimétrica do monohidrato de hidróxido de lítio utilizando um analisador térmico síncrono

Com a crescente demanda da indústria de materiais para novas energias, o hidróxido de lítio hidratado, como um importante intermediário na química de sais de lítio, é amplamente utilizado na preparação de materiais catódicos, aditivos de revestimento, lubrificantes e nas indústrias de vidro e cerâmica. Seu comportamento de desidratação e decomposição não apenas afeta a pureza do material, mas também está diretamente relacionado às configurações de temperatura de sinterização, processos de armazenamento e controle de composição. Este artigo, com base nos resultados da análise térmica síncrona, descreve o mecanismo de decomposição e a faixa de temperatura chave do monohidrato de hidróxido de lítio em uma atmosfera de oxigênio, fornecendo suporte de dados para a produção empresarial e aplicações de engenharia.

I. Procedimento Experimental

1. Instrumento de Medição: Analisador Térmico Síncrono STA400

2. Amostra: Monohidrato de hidróxido de lítio

3. Parâmetros Experimentais:

Ambiente: Oxigênio

Taxa de Aquecimento: 5℃/min

Faixa de Temperatura: 25℃ a 800℃

Observação: Dados em uma atmosfera de oxigênio refletem mais de perto os processos reais de sinterização e oxidação.

4. Espectros de Medição

5. Análise do Espectro de Medição:

Estágio 1: Remoção da Água de Cristalização

Faixa de Temperatura: 31.8℃ a 130.3℃

Perda de Peso: ≈11.31%

Efeito Térmico: Pico endotérmico óbvio (≈90℃)

LiOH·H2O→LiOH+H2O↑

Implicação: A desidratação completa só pode ser alcançada em temperaturas de secagem acima de 130℃; abaixo desta temperatura, o armazenamento a longo prazo não resulta facilmente em perda de água.

Estágio 2: Decomposição Térmica do Hidróxido de Lítio

Faixa de Temperatura: 198.9℃ a 456.4℃

Perda de Peso: ≈12.53%

Efeito Térmico: Segundo pico endotérmico (≈276℃)

Reação Principal: 2LiOH→Li₂O+H₂O↑

Implicação: 200℃ a 450℃ é a faixa crítica de decomposição. Se a temperatura de sinterização do material catódico cobrir esta faixa, a mudança de proporção causada pela evaporação da água precisa ser considerada. O tempo de permanência excessivo nesta faixa pode levar à perda de lítio, desvios estequiométricos e alto teor de oxigênio no produto.

Estágio 3: Estabilidade em Alta Temperatura

Faixa de Temperatura: 590.7℃ a 744.4℃

Perda de Peso: ≈0.32%

Explicação: Nenhuma reação significativa; o sistema tende a estabilizar.

II. Conclusões Experimentais

Temperaturas acima de 600℃ podem ser consideradas uma faixa relativamente estável para Li₂O, adequada para manter a estabilidade da estrutura da fonte de lítio em estágios subsequentes de alta temperatura. Esta análise térmica fornece a rota completa de LiOH·H₂O→LiOH→Li₂O e os pontos de controle de temperatura chave, servindo como uma referência importante para a formulação do material e a configuração da temperatura de sinterização.