锂离子电池正极材料 磷酸锰铁锂.docx

ICS点击此处添加ICS号CCS点击此处添加CCS号T/DCB中国电池工业协会团体标准T/DCB XXXX202X锂离子电池正极材料 磷酸镒铁锂Lithium ion battery cathode materials-Lithium manganese iron phosphate（征求意见稿）（本草案完成时间：2023.8.20）在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。XXXX - XX - XX 实施XXXX - XX - XX 发布中国电池工业协会发布锂离子电池正极材料 磷酸镒铁锂1范围本文件规定了锂离子电池正极材料磷酸镒铁锂的术语、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、 运输、贮存、质量说明书及合同（或订货单）内容。本文件适用于锂离子电池正极材料磷酸镒铁锂。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。GB/T5162金属粉末振实密度的测定GB"521L6颜料和体质颜料通用试验方法 第6部分：水悬浮液pH值的测定GBfT 6283化工产品中水分含量的测定 卡尔费休法（通用方法）GB/T 19077粒度分析激光衍射法GB“ 19587气体吸附BET法测定固态物质比表面积GB/T 41232.2纳米制造 关键控制特性 纳米储能第2部分：纳米正极材料的密度测试GBAT 41704GB" 42161GB/T 42260YS/T 1028.2YS/T 1028.3YS/T 1028.4锂离子电池正极材料检测方法磁性异物含量和残余碱含量的测定磷酸铁锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法火焰光度法磷铝酸唾咻称量法高频燃烧红外吸收法磷酸铁锂电化学性能测试循环寿命测试方法 磷酸铁锂化学分析方法第2部分：锂量的测定 磷酸铁锂化学分析方法第3部分：磷量的测定 磷酸铁锂化学分析方法第4部分：碳量的测定JCPDS （01-83-2092）磷酸铁锂X射线粉末衍射标准图谱 3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1首次放电比容量 first d i scharge spec i f i c capac i ty首次充放电时，单位质量的活性物质在规定条件下充电或者放电的电化学容量，单位为毫安时每克 （mAh/g） o3 2首次充放电效率 first charge and d i scharge efficiency首次充放电时，活性物质在规定条件下的放电容量与充电容量的百分比。3-循环寿命cycle I ife活性物质在规定条件下充电-放电循环，当放电容量与首次放电容量的百分比达到规定值时的循环 次数。4技术要求4. 1化学成分产品的化学成分应符合表1的规定。表1磷酸镒铁锂的化学成份主元素 (wt%)Li3.95.0Mn+FeP18.020.5CW2.5杂质兀素 (wt%)Na<0.03K<0.03Na+KW0.03CaW0.02CuW0.005Ni<0.01CrW 0.005ZnW0.01(Ni+Cr+Cu+Zn)<0.054. 2外观质量产品外观应为黑色或灰黑色粉末，无结块，无夹杂物。4. 3晶体结构产品的晶体结构应符合JCPDS标准(01-83-2092)44物理性能4. 4. 1振实密度产品的振实密度应不小于0. 5 g/ciN4. 4.2粒度分布产品的粒度分布要求呈正态分布，D50应为0.510 |im, Dio应为。4. 4. 3比表面积产品的比表面积应不大于20 m7go4. 4. 4压实密度产品的压实密度应不小于1. 6 g/cm3o4.5 pH 值产品的pH值应在7. 0-12. 0o4. 6水分产品的水分应不大于0.1%。47磁性异物产品的磁性异物含量不大于0. 1%。4.0电化学性能4. 8.1首次放电比容量产品在电压范围2.5V4.5V, 0.1C充放电倍率条件下的首次放电比容量应不小于140 mAh/g。4 . 8. 2首次充放电效率产品在电压范围2. 5V4. 5V, 0. 1C充放电倍率条件下的首次充放电效率应不小于95%。4 . 8. 3循环寿命产品在电压范围2.5V4.5V, 1C充放电倍率条件下，放电容量达到首次循环放电容量的80%时，循环 次数应不低于2000次。5试睑方法5 1化学成分产品的Li、P、C元素和其他杂质元素的化学成份按照YS/T 1O28.2-YS/T 1028.4的规定进行测定。 Mn+Fe的元素总量按照照附录A中的方法进行测定，或按双方协商的测定方法进行测定。5 . 2外观质量产品外观质量用目视检查。6 3晶体结构产品的晶体结构用X射线衍射仪检测。7 .4振实密度产品的振实密度按GB/T 5162的规定进行测定。8 .5粒度分布产品的粒度分布按GB/T 19077的规定进行测定。5. 6比表面积产品的比表面积按GB/T 19587的规定进行测定。5.7压实密度产品的压实密度按GB/T 41232.2的规定进行测定5. fl pH 值产品的pH值按GB/T 1717的规定进行测定。5.9水分含量产品的按GB/T 6283的规定进行测定。5 10磁性异物产品的磁性异物含量按GB“ 41704的规定进行测定。5 . 11首次放电比容量产品首次放电比容量的测定按GB/T 42161的规定进行电池制作，极片活性物质含量为90%95%, 测试环境温度为25±1 °C。充放电制度：以磷酸锦铁锂为正极材料支撑的电池以0.1C恒定电流充电至4.5 V,再恒压充电至截止电流为0.01C,静置10 min,再以0.1C恒定电流放电至终止电压2.5 V。6 12首次充放电效率产品首次充放电效率的测定按GB/T 42161的规定进行电池制作极片活性物质含量为90%95%,测 试环境温度为25 ±1 。充放电制度：以磷酸锦铁锂为正极材料支撑的电池以0.1C恒定电流充电至 4.5 V,再恒压充电至截止电流为0.01C,静置10 min,再以0.1C恒定电流放电至终止电压2.5 V。产品循环寿命的测定按GB/T 42260的规定进行电池制作，极片活性物质含量为90%95%,测试环 境温度为25 ±1 充放电制度：以磷酸镒铁锂为正极材料支撑的电池以QIC恒定电流充电至4.5V, 再恒压充电至截止电流为0.01C,静置lOmin,再以0.1C恒定电流放电至终止电压2.5 V,如此循环100周 后，电池容量的保持率即磷酸镒铁锂的循环寿命。6检验规则7 1检查和验收产品应由供方进行检验，保证产品质量符合本标准及合同（或订货单）的要求，并填写产品质 量证明书。需方应对收到的产品按本标准及合同（或订货单）的规定进行检验。如检验结果与本标 准及合同（或订货单）规定不符时，应在收到产品之日起3个月内向供方提出，由供需双方协商解决。 如需仲裁，仲裁取样由供需双方在需方共同进行。6 2组批产品应成批提交验收，每批应由同一生产周期生产的同一牌号和同一类型的产品组成，每批重量不 超过3 to需方有特殊要求时，可供需双方协商确定。6 2检验项目及取样检验分类本标准规定的产品检验分为：a）逐批检验b）周期检验6. 3.2逐批检验每批产品进行逐批检验。6. 3. 3周期检验周期检验在正常生产情况下，在确定的周期内应进行1次，常用的周期有每周、每月、每三个月等， 需方有特殊要求时，可双方协商确定。当原材料或生产工艺发生重大变化时或长期停产后恢复生产时应 进行周期检验。6. 3. 4逐批检验和周期检验项目及取样数量逐批检验和周期检验项目及取样数量见表2O表2检验项目及取样检验项目取样数量要求的章条号试验方法的章条号检验类别化学成分每批1份4.15.1逐批检验外观质量逐桶（袋）4.25.2逐批检验晶体结构每批1份4.35.3周期检验振实密度每批1份5.4逐批检验粒度分布每批1份5.5逐批检验比表面积每批1份5.6逐批检验压实密度每批1份5.7逐批检验pH值每批1份4.55.8逐批检验水分含量每批1份4.65.9逐批检验磁性异物每批1份4.75.10逐批检验首次放电比容量每批1份5.11周期检验首次充放电效率每批1份5.12周期检验循环寿命每批1份5.13周期检验b4检验结果判定6. 4.1产品的化学成分、水分、残余碱含量、磁性异物、晶体结构、振实密度、粒度分布、比表面积 和pH值的检验中有一项不合格，判该批不合格。外观质量检验不合格，判该桶（袋）产品不合格。6. 4.3按GB/T 42161规定的方法制成6支试验电池，任取其中3支电池做首次放电比容量和首次充 放电效率的检验，若有2支性能都达不到本标准要求，判该批产品不合格；但允许另外3支电池做重复 试验，若有2支性能都达到本标准要求，判该批产品合格。7. 4. 4按GB/T 42260规定的方法制成6支试验电池，任取其中3支电池做循环寿命的检验，若有2支 性能都达不到本标准要求，判该批产品不合格；但允许另外3支电池做重复试验，若有2支性能都达到 本标准要求，判该批产品合格。7标志、包装、运输、贮存和质量证明书8. 1标志产品外包装应有商标以及标签，其上标明：a）供方名称和地址；b）产品名称；c）种类d）净重；e）防潮字样或标志；f）本文件编号；g）生产日期。8.2 包装产品用铝塑袋包装，抽真空热塑密封后装入外包装桶中。也可按需方要求，协商确定包装方式。8.3 运输和贮存按7.2要求包装的产品，可用各种方式运输，但应避免损坏包装和使产品受潮。产品自生产之日 起，建议保质期为一年。保质期内允许由供需双方商定运输和贮存模式。74质量证明书每批产品应附有质量证明书，其上注明：a）供方名称、地址、电话、传真；b）产品名称；c）种类；d）数量；e）各项分析检验结果和供方质量检验部门检印；f）本文件编号；g）出厂日期。订购本文件所列产品的订货单内容应包括以下内容:a）产品名称；b）数量；c）本文件编号；d）其他。附录A(规范性)Mn+Fe元素总量的测定A. 1适用范围本附录适用于电感耦合等离子体发射光谱法测定样品中的Mn+Fe元素总量。A. 2方法提要试料以盐酸硝酸混合酸溶解，在2%硝酸介质中，于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上测定Mn和 Fe元素的激发强度，在工作曲线上查得各元素浓度并计算质量分数。A.3试剂与材料除非另有说明，本部分所用试剂均为分析纯及以上纯度的试剂，所用水符合GB/T 6682规定的二级 及二级以上纯度的水。A. 3. 1 盐酸(P=l. 19 g/mL)oA. 3. 2 盐酸(1+1)。A. 3. 3 硝酸(p=3 42 g/mL)oA. 3.4 硝酸(1+1)。A. 3. 5铁、镒标准贮存溶液(Img/mL),购买国家有证标准贮存溶液。A. 3. 6 铁、锌标准溶液。100 Ug/mLoA. 4仪器设备电感耦合等离子体原子发射光谱仪。推荐谱线见表A.1。表A. 1推荐的分析谱线元素分析谱线/nm铁234.349镒191.510A.5分析步骤A. 5.1试料称取0.20 g (m)样品，精确到0.000 IgoA. 5. 2平行试验平行做两份试验。空白试验随同试料做空白试验。测定A. 5. 4. 1将试料(8. 1)置于100矶烧杯中，用少量水润湿,缓慢加入15 mL盐酸(1+1)和5 mL硝 酸(1+1),盖上表面皿，低温加热至约微沸5 min,冷却至室温，移入250 mL容量瓶中，以水稀释至 刻度，混匀。A. 5. 4. 2移取10 mL试液(8. 4. 1),置于100 mL相应的容量瓶中，加入4 mL硝酸(1+1),以水稀释 至刻度，混匀。A. 5. 4. 3于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上，按表A. 1推荐的分析谱线测定空白试液和试液中各 元素的激发强度。自工作曲线上查得空白试液中待测元素的质量浓度（po）和试液中待测元素的质量浓 度（p）oA. 5. 5工作曲线的绘制移取0 mL> 1.00 mL、5. 00 mL、10. 00 mL、20. 00 mL、30. 00 mL铁、镒混合标准溶液（5.8）,分别 置于一组100位的容量瓶中，各加入4位硝酸（1+1）,以水稀释至刻度，混匀。于电感耦合等离子体原 子发射光谱仪上按推荐的分析谱线测定铁、钵的激发强度，以待测元素的质量浓度为横坐标，对应的激 发强度（减去“零”溶液的激发强度）为纵坐标，绘制铁、镒的工作曲线。A.6试验数据处理各元素含量以该元素的质量分数以计，按公式（1）计算：=X 100%（A.）AmxV2式中：X铁、磷被测元素；p自工作曲线上查得试液中被测元素的质量浓度，单位为微克每毫升 g/mL）；po自工作曲线上查得空白试液中被测元素的浓度，单位为微克每毫升（Hg/mL）；Vi试液定容的体积，单位为毫升（mL）；L测定试液的体积，单位为毫升（mL）；m试料的质量，单位为克（g）； 2分取试液的体积，单位为毫升（mL）。Fe+Mn元素总量二者检测结果的总和。计算结果表示到小数点后两位，按GB/T8170的规定进行修约。A.7精密度在重复性条件下获得的两次测试结果的绝对值之差不超过其算术平均值的5%。在再现性条件下获得的两次测试结果的绝对值之差不超过其算术平均值的5%。A.8试验报告试验报告应包括下列内容： 试验对象； 本文件编号； 分析结构及其表示； 与基本分析步骤的差异； 观察到的异常现象； 试验日期。