ICS29.050 Q53 中华人民共和国国家标准 GB/T30835—2014 锂 离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料 Lithiumironphosphate-carboncompositecathodematerialsforlithiumionbattery 2014-06-24发布 2015-04-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 分类和代号 2 ……………………………………………………………………………………………… 5 技术要求 2 ………………………………………………………………………………………………… 6 试验方法 3 ………………………………………………………………………………………………… 7 检验规则 5 ………………………………………………………………………………………………… 8 包装、标志 6 ………………………………………………………………………………………………… 9 贮存和运输 6 ……………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 锂含量(除含碳量之外)的测定方法 7 …………………………………………… 附录B(规范性附录) 铁含量(除含碳量之外)的测定方法 10 …………………………………………… 附录C(规范性附录) 磷含量(除含碳量之外)的测定方法 13 …………………………………………… 附录D(规范性附录) 晶体结构的测定方法 17 …………………………………………………………… 附录E(规范性附录) 铁离子溶出率的测定方法 19 ……………………………………………………… 附录F(规范性附录) 首次库仑效率、首次可逆比容量、倍率性能的测定方法 22 ……………………… 附录G(规范性附录) 电导率的测定方法 26 ………………………………………………………………GB/T30835—2014 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人:岳敏、黄友元、梁奇、程林、贺雪琴、王政、刘修明、陈南敏、吴强、栗晓静、宋才波、 郭锷明、王玉辉。 ⅠGB/T30835—2014 锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料 1 范围 本标准规定了锂离子电池炭复合磷酸铁锂正极材料的术语和定义、分类和代号、技术要求、试验方 法、检验规则及包装、标志、贮存和运输。 本标准适用于锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T191 包装储运图示标志 GB/T5162 金属粉末振实密度的测定 GB/T6283 化工产品中水分含量的测定 卡尔·费休法(通用方法) GB/T6388 运输包装收发货标志 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T9724 化学试剂 pH值测定通则 GB/T12805 实验室玻璃仪器 滴定管 GB/T13732 粒度均匀散料抽样检验通则 GB/T19077.1 粒度分析激光衍射法 第1部分:通则 GB/T19587 气体吸附BET法测定固态物质比表面积 GB/T20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法) GB/T24533—2009 锂离子电池石墨类负极材料 JCPDS(01-077-0179) 磷酸铁锂X射线粉末衍射标准图谱 IEC62321 电子电气产品中限用的六种物质(铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚)浓度的 测定程序[Electrotechnicalproducts—Determinationoflevelsofsixregulatedsubstances(lead,mercury, cadmium,hexavalentchromium,polybrominatedbiphenyls,polybrominateddiphenylethers)] 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 炭复合磷酸铁锂正极材料 lithiumironphosphate-carboncompositecathodematerials 具有橄榄石型结构的磷酸铁锂和碳复合而成的锂离子电池正极材料,磷酸铁锂属于正交晶系,具有 一维嵌锂通道,锂离子可在晶格内进行可逆脱嵌。材料的理论比容量170mA·h/g。 注:本标准涉及LFP@C均表示炭复合磷酸铁锂正极材料。 1GB/T30835—2014 4 分类和代号 4.1 产品分类 炭复合磷酸铁锂正极材料按照充放电特性和使用要求分为能量型和功率型,分别用LFP@C-E和 LFP@C-P表示,其中LFP表示磷酸铁锂、@表示两种材料的复合、C表示碳、E表示能量型、P表示功 率型: ———能量型炭复合磷酸铁锂正极材料(LFP@C-E)分为三个类别,依次用LFP@C-E-Ⅰ、LFP@C- E-Ⅱ、LFP@C-E-Ⅲ表示,其具体性能要求详见表2; ———功率型炭复合磷酸铁锂正极材料(LFP@C-P)分为三个类别,依次用LFP@C-P-Ⅰ、LFP@C- P-Ⅱ、LFP@C-P-Ⅲ表示,其具体性能要求详见表2。 注:能量型LFP@C-E一般应用在高能量密度的电池中,功率型LFP@C-P一般应用在高功率的电池中。 4.2 产品代号 产品代号由类别和首次可逆比容量等依次排列组成,具体示例见表1。 表1 产品代号示例及其表示的含义 示例 表示的含义 LFP@C-E-Ⅰ-160 首次可逆比容量≥160mA·h/g的Ⅰ类能量型炭复合磷酸铁锂正极材料 5 技术要求 5.1 外观 产品外观应为颜色均一的灰色、黑色或褐色粉末,无结块。 5.2 性能要求 锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料的理化性能、电化学性能及限用物质含量应符合表2的规 定。产品指标必须满足该类产品的所有指标,否则不归于该类别。不能归于表2中产品类别或有特殊 要求的产品由供需双方协商确定性能要求。 表2 锂离子电池炭用复合磷酸铁锂正极材料的性能要求 技术指标产品代号 LFP@C-E LFP@C-P Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 理化 性能粒径D50/μm 0.5~20 0.5~20 水分含量/(mg/kg) ≤1000 ≤1000 pH值 7.0~10.0 7.0~10.0 BET比表面积/(m2/g) ≤30.0 ≤30.0 振实密度/(g/cm3) ≥0.6 ≥0.6 粉末压实密度/(g/cm3) ≥1.5 ≥1.5 2GB/T30835—2014 表2(续) 技术指标产品代号 LFP@C-E LFP@C-P Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 理化 性能碳含量/% ≤5.0 ≤10.0 锂含量(除碳含量之外)/% 4.4±1.0 4.4±1.0 铁含量(除碳含量之外)/% 35.0±2.0 35.0±2.0 磷含量(除碳含量之外)/% 20.0±1.0 20.0±1.0 铁离子溶出率/(mg/kg) ≤2000 ≤2000 晶体结构符合JCPDS卡 01-077-0179符合JCPDS卡 01-077-0179 电化 学性 能0.1C首次库仑效率/% ≥95.0 ≥95.0 0.1C首次可逆比容量/ (mA·h/g)≥160.0 ≥155.0 ≥150.0 ≥155.0 ≥150.0 ≥145.0 倍率性能 (1C/0.1C保持率)/%≥94.0 ≥92.0 ≥90.0 ≥96.0 ≥94.0 ≥92.0 电导率/(10-4S/cm) ≥10 ≥5 ≥1 ≥50 ≥25 ≥10 限用 物质 含量镉及其化合物/(mg/kg) ≤5 ≤5 铅及其化合物/(mg/kg) ≤100 ≤100 汞及其化合物/(mg/kg) ≤100 ≤100 六价铬及其化合物/(mg/kg) ≤100 ≤100 6 试验方法 6.1 外观 自然光条件下目视观察。 6.2 粒径D50 按照GB/T19077.1中规定的测定方法进行测定。 6.3 水分含量 按照GB/T6283中规定直接电位滴定法测定水分含量的测定方法进行测定。 6.4 pH值 先后称取1.000g±0.001g(精确到0.0001g)试样和50.00g±0.01g(精确到0.0001g)水于100mL 烧杯中,搅拌后,超声10min,静置待测。参考GB/T9724中规定的测定方法对待测溶液进行测定,测定 结果即为试样pH值。 3GB/T30835—2014 6.5 BET比表面积 按照GB/T19587中规定容量法测定粉末BET比表面积的测定方法进行测定。 6.6 振实密度 按照GB/T5162中规定的测定方法进行测定。 6.7 粉末压实密度 按照GB/T24533—2009中附录L规定的测定方法进行测定。 6.8 碳含量 按照GB/T20123中规定的测定方法进行测定。 6.9 锂含量(除碳含量之外)