Análisis Termogravimétrico de Hidróxido de Litio Monohidratado Usando un Analizador Térmico Sincrónico

Con la creciente demanda de la industria de materiales para nuevas energías, el hidróxido de litio hidratado, como un importante intermedio en la química de las sales de litio, se utiliza ampliamente en la preparación de materiales catódicos, aditivos para recubrimientos, lubricantes, industrias del vidrio y la cerámica. Su comportamiento de deshidratación y descomposición no solo afecta la pureza del material, sino que también se relaciona directamente con los ajustes de la temperatura de sinterización, los procesos de almacenamiento y el control de la composición. Este documento, basado en los resultados del análisis térmico sincrónico, describe el mecanismo de descomposición y el rango de temperatura clave del monohidrato de hidróxido de litio en una atmósfera de oxígeno, proporcionando datos de soporte para la producción empresarial y las aplicaciones de ingeniería.

I. Procedimiento experimental

1. Instrumento de medición: Analizador térmico sincrónico STA400

2. Muestra: Monohidrato de hidróxido de litio

3. Parámetros experimentales:

Ambiente: Oxígeno

Velocidad de calentamiento: 5℃/min

Rango de temperatura: 25℃ a 800℃

Nota: Los datos en una atmósfera de oxígeno reflejan más de cerca los procesos reales de sinterización y oxidación.

4. Espectros de medición

5. Análisis del espectro de medición:

Etapa 1: Eliminación del agua de cristalización

Rango de temperatura: 31.8℃ a 130.3℃

Pérdida de peso: ≈11.31%

Efecto térmico: Pico endotérmico obvio (≈90℃)

LiOH·H2O→LiOH+H2O↑

Implicación: La deshidratación completa solo se puede lograr a temperaturas de secado superiores a 130℃; por debajo de esta temperatura, el almacenamiento a largo plazo no resulta fácilmente en pérdida de agua.

Etapa 2: Descomposición térmica del hidróxido de litio

Rango de temperatura: 198.9℃ a 456.4℃

Pérdida de peso: ≈12.53%

Efecto térmico: Segundo pico endotérmico (≈276℃)

Reacción principal: 2LiOH→Li₂O+H₂O↑

Implicación: 200℃ a 450℃ es el rango de descomposición crítico. Si la temperatura de sinterización del material catódico cubre este rango, se debe considerar el cambio de proporción causado por la evaporación del agua. Un tiempo de residencia excesivo en este rango puede provocar pérdida de litio, desviaciones estequiométricas y alto contenido de oxígeno en el producto.

Etapa 3: Estabilidad a alta temperatura

Rango de temperatura: 590.7℃ a 744.4℃

Pérdida de peso: ≈0.32%

Explicación: No hay reacción significativa; el sistema tiende a estabilizarse.

II. Conclusiones experimentales

Las temperaturas superiores a 600℃ pueden considerarse un rango relativamente estable para Li₂O, adecuado para mantener la estabilidad de la estructura de la fuente de litio en las etapas posteriores a alta temperatura. Este análisis térmico proporciona la ruta completa de LiOH·H₂O→LiOH→Li₂O y los puntos clave de control de temperatura, sirviendo como una referencia importante para la formulación de materiales y el ajuste de la temperatura de sinterización.