《富鋰鐵酸鋰》草案（預審稿）

2GB/TXXXXX—XXXX富鋰鐵酸鋰本文件規(guī)定了富鋰鐵酸鋰的分類和代號、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存、隨行文件及訂貨單內(nèi)容。本文件適用于鋰離子電池用正極補鋰添加劑材料富鋰鐵酸鋰。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T5162金屬粉末振實密度的測定GB/T5211.6顏料和體質(zhì)顏料通用試驗方法第6部分：水懸浮液pH值的測定GB/T5314粉末冶金用粉末取樣方法GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判斷GB/T19077粒度分布激光衍射法GB/T19587氣體吸收BET法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積GB/TXXXX鋰離子電池正極材料粉末壓實密度的測定（制定中）GB/TXXXX鋰離子電池正極材料水分含量的測定卡爾費休庫倫法（制定中）3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1補鋰比容量lithiumsupplementspecificcapacity富鋰鐵酸鋰材料在規(guī)定條件下首次充電比容量與首次放電比容量的差值，單位為毫安時每克（mAh/g）。3.2耐濕性moistureresistanceperformance3GB/TXXXXX—XXXX富鋰鐵酸鋰材料抵抗潮濕環(huán)境侵蝕的能力，以吸濕速率表示。4分類和代號根據(jù)產(chǎn)品的補鋰比容量分為LFO-I、LFO-II、LFO-III三類。5技術要求5.1化學成分產(chǎn)品的化學成分應符合表1的規(guī)定。表1化學成分%LiFeK注：摻雜和包覆的元素包括但不限于鎂、鈦、鋁、鈷、鎳、錳、硅、硼等中的一種或5.2水分含量產(chǎn)品的水分含量應不大于0.05%。5.3耐濕性產(chǎn)品的吸濕速率應不大于5μg/（g·s）。5.4外觀質(zhì)量產(chǎn)品顏色由供需雙方協(xié)商確定，顏色應均一，無結(jié)塊、夾雜物。5.5pH值產(chǎn)品的pH值應在9~13范圍內(nèi)。5.6振實密度產(chǎn)品的振實密度應不小于0.8g/cm3。4GB/TXXXXX—XXXX5.7粉末壓實密度產(chǎn)品的粉末壓實密度應不小于1.60g/cm3。5.8比表面積產(chǎn)品的比表面積應不大于3.0m2/g。5.9粒度分布產(chǎn)品的粒度分布特征值范圍應符合表2的要求。表2粒度分布DDD5.10補鋰比容量產(chǎn)品的補鋰比容量應符合表3的規(guī)定。表3補鋰比容量5.11首次放電比容量產(chǎn)品的首次放電比容量應不大于100mAh/g。6試驗方法6.1化學成分產(chǎn)品化學成分的分析按照附錄A的規(guī)定進行。6.2水分含量產(chǎn)品水分含量的測定按GB/TXXXX《鋰離子電池正極材料水分含量的測定卡爾費休庫倫法》的規(guī)定進行。6.3耐濕性產(chǎn)品的耐濕性的分析按照附錄B的規(guī)定進行。6.4外觀質(zhì)量5GB/TXXXXX—XXXX產(chǎn)品的外觀質(zhì)量用目視法檢查。6.5pH值產(chǎn)品pH值的測定按GB/T5211.6的規(guī)定進行。6.6振實密度產(chǎn)品振實密度的測定按GB∕T5162的規(guī)定進行。6.7粉末壓實密度產(chǎn)品粉末壓實密度的測定按照GB/XXXX《鋰離子電池材料粉末壓實密度的測定》的規(guī)定以不小于80MPa壓強進行。6.8比表面積產(chǎn)品比表面積的測定按GB/T19587的規(guī)定進行。6.9粒度分布產(chǎn)品粒度分布的測定按GB/T19077的規(guī)定進行。6.10補鋰比容量產(chǎn)品補鋰比容量的測定按照附錄C的規(guī)定進行。6.11首次放電比容量產(chǎn)品首次放電比容量的測定按照附錄C的規(guī)定進行。7檢驗規(guī)則7.1檢查和驗收7.1.1產(chǎn)品應由供方進行檢驗。保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本文件及訂貨單的規(guī)定，并填寫隨行文件。7.1.2需方可對收到的產(chǎn)品按照本文件的規(guī)定進行檢驗。如檢驗結(jié)果與本文件及訂貨單的規(guī)定不符時，應在收到產(chǎn)品之日起兩個月內(nèi)以書面形式向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。如需仲裁，仲裁取樣在需方由供需雙方共同進行。7.2組批產(chǎn)品應成批提交驗收，每批應由同一生產(chǎn)周期生產(chǎn)的同一種類的產(chǎn)品組成，每批重量在0.2t~2t。需方有特殊要求時，可由供需雙方協(xié)商確定。7.3檢驗項目及取樣7.3.1檢驗分類檢驗分為逐批檢驗、周期檢驗。7.3.2逐批檢驗6GB/TXXXXX—XXXX每批產(chǎn)品進行逐批檢驗。7.3.3周期檢驗周期檢驗在正常生產(chǎn)情況下，在確定的周期內(nèi)應進行1次，周期檢驗宜為每月一次，需方有特殊要求時，可由供需雙方協(xié)商確定。當原材料或生產(chǎn)工藝發(fā)生重大變化時或長期停產(chǎn)后恢復生產(chǎn)時應進行周期檢驗。7.3.4檢驗項目及取樣7.3.4.1檢驗項目及取樣應符合表5的規(guī)定。表5檢驗項目及取樣7.3.4.2產(chǎn)品的取樣按GB/T5314的規(guī)定進行。每批取樣總量應不小于2kg，需方有特殊要求時，可由供需雙方協(xié)商確定。7.4檢驗結(jié)果的判定7.4.1產(chǎn)品的化學成分、水分含量、耐濕性、pH值、振實密度、粉末壓實密度、比表面積、粒度分布的檢驗結(jié)果中有一項不合格時，判該批產(chǎn)品不合格。7.4.2產(chǎn)品的外觀質(zhì)量檢驗結(jié)果不合格時，判該桶（袋）產(chǎn)品不合格。7.4.3按C.6規(guī)定的方法制成6顆試驗電池，任取其中3顆電池做首次充電比容量和首次放電比容量的檢驗，若有2顆性能都達不到本文件要求，判該批產(chǎn)品不合格；但允許另外3顆電池做重復試驗，若有2顆性能都達到本文件要求，判該批產(chǎn)品合格。8標志、包裝、運輸、貯存和隨行文件8.1標志產(chǎn)品外包裝應有商標以及標簽，其上標明：a)供方單位名稱和地址；7GB/TXXXXX—XXXXb)產(chǎn)品名稱；c)種類；d)批號；e)凈重；f)防潮字樣或標志；g)本文件編號；h)生產(chǎn)日期。8.2包裝產(chǎn)品用鋁塑袋包裝，抽真空熱塑密封后裝入外包裝桶中。也可按需方要求，協(xié)商確定包裝方式。8.3運輸產(chǎn)品可用各種方式運輸，應避免損壞包裝，使產(chǎn)品受潮。8.4貯存產(chǎn)品應存放于無腐蝕的環(huán)境中，避免受潮。產(chǎn)品自生產(chǎn)之日起，保質(zhì)期為一年。8.5隨行文件每批產(chǎn)品應附有隨行文件，其中除應包括供方信息、產(chǎn)品信息、本文件編號、出廠日期或生產(chǎn)日期外，宜包括以下內(nèi)容。a)產(chǎn)品質(zhì)量保證書，內(nèi)容如下：1）產(chǎn)品的主要性能及技術參數(shù)；2）產(chǎn)品特點（包括制備工藝及原材料的特點）；3）帶供方技術監(jiān)督部門檢印的各項分析檢驗結(jié)果或結(jié)論。b)產(chǎn)品合格證：1）檢驗項目及結(jié)果或檢驗結(jié)論；2）批號；3）生產(chǎn)日期；4）檢驗日期；5）檢驗員簽名或蓋章；6）包裝、貯存要求。c)其他。9訂貨單內(nèi)容訂購本文件所列產(chǎn)品的訂貨單應包括以下內(nèi)容：a)產(chǎn)品名稱；b)種類；c)批號；d)凈重；e)本文件編號；8GB/TXXXXX—XXXXf)其他。9GB/TXXXXX—XXXX富鋰鐵酸鋰化學成分測試方法A.1概述本方法規(guī)定了富鋰鐵酸鋰中主元素鋰和鐵，雜質(zhì)元素鈣、銅、鉻、鋅、鈉、鉀的測定方法。A.2原理樣品中的鐵、鋰、鈣、銅、鉻、鋅、鈉、鉀在濃硝酸和濃鹽酸的作用下，固體樣品中的元素以離子的形態(tài)存在于溶液中，處理后制成待測溶液。將待測溶液霧化形成的氣溶膠引入氬等離子炬焰中，在高溫惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā)，使所含元素發(fā)射各自的特征譜線，根據(jù)校準曲線法定量分析待測元素質(zhì)量濃度。A.3試劑和材料A.3.1鹽酸(ρ=1.19g/mL，優(yōu)級純及以上）。A.3.3純水：應符合GB/T6682中二級水或三級水的要求。A.3.4標準貯存溶液：鐵、鋰、鈣、銅、鉻、鋅、鈉、鉀采用有效期內(nèi)有證書的單元素標準貯存溶液，質(zhì)量濃度為1000μg/mL。A.3.5氬氣：體積分數(shù)≥99.999%。A.4儀器設備A.4.1電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定鐵、鋰、銅、鉻、鋅含量時儀器的工作參數(shù)見表6。表A.1測定鐵、鋰、銅、鉻、鋅時儀器的工作參數(shù)8測定鈣、鈉、鉀含量時儀器的工作參數(shù)見表7。表A.2測定鈣、鈉、鉀時儀器的工作參數(shù)8儀器經(jīng)調(diào)諧后，能達到下列指標者均可使用：GB/TXXXXX—XXXXa)光源：氬等離子體光源，發(fā)生器最大輸出功率不小于1.35kW；b)儀器穩(wěn)定性1h內(nèi)漂移不大于1.0%。推薦分析線見表8。表A.3分析譜線參考波長KA.4.2分析天平分度值0.01mg。A.5試驗步驟A.5.1樣品按照表A.4稱取試樣，精確至0.0001g。表A.4稱樣量選擇>10A.5.2分析試液的配制A.5.2.1富鋰鐵酸鋰分析試液的制備：將樣品置于250mL燒杯中，用水潤濕，緩慢加入3mL硝酸。加入9mL鹽酸，120℃加熱消解一小時，冷卻至室溫，使用抽濾裝置進行抽濾，隨后將濾液轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。A.5.2.2富鋰鐵酸鋰分析試液的稀釋：移取10ml試液（A.5.2.1）于50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。A.5.3標準曲線溶液的配制分別移取0mL、1mL、4mL、6mL、8mL鐵和鋰的標準溶液（1000μg/mL）于100mL容量瓶中，分別加入5mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。分別移取鈣、銅、鉻、鋅、鈉、鉀0μL、100μLGB/TXXXXX—XXXXL、500μL、1000μL標準溶液（1000μg/mL）于100mL容量瓶中，分別加入5mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。配置成系列標準溶液，其待測元素濃度見表A.5。表A.5系列標準溶液鐵鋰鈣銅鉻鋅鈉鉀1000000002111111322222245555555A.6測定按照儀器操作說明書規(guī)定啟動儀器，選擇分析同位素，建立分析方法。等離子體炬管點燃后至少穩(wěn)定30min,使用儀器調(diào)試溶液進行儀器參數(shù)最佳化調(diào)試。以系列標準溶液（A.5.3）中各元素的質(zhì)量濃度為橫坐標，以系列標準溶液（A.5.3）測定的發(fā)射光強度為縱坐標,計算機自動繪制工作曲線。測定每批樣品時,同時測定空白試驗液和驗證試驗溶液。樣品測定中間用超純水清洗系統(tǒng)。A.7結(jié)果計算及處理按式（A.1）計算所測鋰、鐵元素的質(zhì)量分數(shù)ωx，以百分數(shù)表示：按式（A.2）計算所測鈣、銅、鉻、鋅、鈉、鉀元素的質(zhì)量分數(shù)ωx，以百分數(shù)表示：式中：x——被測元素的質(zhì)量分數(shù)，單位為微克每克（mg/g）；ρ——測定試液中元素的質(zhì)量濃度，單位為微克每毫升（mg/mLρ0——空白溶液中元素的質(zhì)量濃度，單位為微克每毫升（mg/mLV0——試液的總體積，單位為毫升（mL）；V1——分取試液的體積，單位為毫升（mLV2——測定試液的體積，單位為毫升（mLm——試樣的質(zhì)量，單位為克（g）。當結(jié)果不小于0.1%時，結(jié)果取小數(shù)點后兩位；當結(jié)果小于0.1%時，結(jié)果取小數(shù)點后三位。A.8試驗報告報告包括但不限于以下內(nèi)容：a)生產(chǎn)批號、測試時間、測試地點、測試人員及測試使用的儀器型號等；GB/TXXXXX—XXXXb)分析結(jié)果及表示方法；c)在測定中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象；d)測試中未按本附錄的操作步驟或是自由選擇的試驗條件。GB/TXXXXX—XXXX（規(guī)范性）富鋰鐵酸鋰耐濕性測試B.1概述本方法規(guī)定了富鋰鐵酸鋰耐濕性的測定方法。B.2原理將試樣放在一定濕度、溫度為（30.0±2.0）℃的環(huán)境中，暴露一定時間后，試樣會吸收環(huán)境中的水分，測定試樣開始試驗時與吸水后的質(zhì)量差異，用一定時間內(nèi)質(zhì)量差異相對于初始質(zhì)量的百分率表示。B.3儀器B.3.1惰性氣體手套箱水氧含量＜0.01μg/kg的惰性氣體手套箱。B.3.2可控濕度手套箱濕度精度為±2%。B.3.3天平精度為±0.00001g。B.3.4手持式露點儀露點測試范圍：-40℃~20℃,耐酸堿腐蝕。B.3.5計時器60s內(nèi)的精確度為±0.01s。B.3.6容器載玻片：40mm*40mm。B.4試驗步驟B.4.1將試樣放入（120.0±2.0）℃烘箱內(nèi)干燥12h，然后轉(zhuǎn)移至干燥器中冷卻至室溫。B.4.2檢查惰性氣體手套箱和可控濕度手套箱的氣瓶氣壓不少于3MPa，進氣閥氣壓調(diào)整在（0.4±0.05）MPa。B.4.3將可控濕度手套箱的濕度調(diào)控在一定濕度后，打開手套箱內(nèi)天平，使天平內(nèi)外濕度環(huán)境一致。GB/TXXXXX—XXXXB.4.4在惰性氣體手套箱中的天平上，稱量每次測試所需要的樣品量0.5~1.0g，放入密封袋中，測試時，轉(zhuǎn)移至可控濕度的手套箱內(nèi)。B.4.5在可控濕度的手套箱內(nèi)，將載玻片放于分析天平上，去皮，稱取0.5±0.05g試樣，將試樣均勻鋪滿載玻片，待天平示數(shù)穩(wěn)定后，記錄試樣初始質(zhì)量m0，精確至0.00001g，開始計時，并通過露點儀記錄此時的溫度和濕度。B.4.6吸水10min后，稱量并記錄試樣吸水后的重量m1；吸水20min后，稱量并記錄試樣吸水后的重量m2，均精確至0.00001g，期間需注意記錄測試環(huán)境濕度變化。B.5結(jié)果計算與數(shù)據(jù)處理計算在一定時間內(nèi)每個試樣相對于初始質(zhì)量的吸水質(zhì)量分數(shù)，用式（B.1）計算：c=(m2?m1)?106/m0t..................................................................(B.1)式中：c——試樣的吸水速率，單位為μg/（g·s）；m2——吸水20min后試樣的質(zhì)量，單位為克（gm1——吸水10min后試樣的質(zhì)量，單位為克（gm0——吸水前試樣的質(zhì)量，單位為克（g）t——暴露的時間，單位為秒（s）。式中：W——平行樣品吸濕率的算數(shù)平均值；wij——測定值；σ——標準差。舍棄偏離算術平均值一個標準偏差的測定值，取所有測定值的算術平均值為測定結(jié)果。B.6試驗報告報告包括但不僅限于以下內(nèi)容：a)生產(chǎn)批號、測試時間、測試地點、測試人員及測試使用的儀器型號等；b)分析結(jié)果及表示方法；c)在測定中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象；d)測試中未按本附錄的操作步驟或是自由選擇的試驗條件。GB/TXXXXX—XXXX富鋰鐵酸鋰扣式電池測試C.1概述本方法規(guī)定了富鋰鐵酸鋰扣式電池的0.05C首次充電比容量、0.05C首次放電比容量和0.05C補鋰比容量的測試方法。C.2方法提要以富鋰鐵酸鋰為正極，金屬鋰片為負極組裝扣式電池，按照電池充放電測試儀器操作規(guī)程測試出扣式電池的0.05C首次充電比容量和0.05C首次放電比容量。C.3試劑及材料C.3.1六氟磷酸鋰(LiPF6)：電池級。C.3.2碳酸乙烯酯(EC)：電池級。C.3.3碳酸二乙酯(DEC)：電池級。C.3.4N-甲基吡咯烷酮(NMP)：電池級，純度≥99.9%，水分≤0.02%。C.3.5聚偏二氟乙烯(PVDF)：電池級，重均分子量≥5×105，旋轉(zhuǎn)粘度≥6000mPa·s，水分≤0.10%。C.3.6導電劑：導電石墨。C.3.7鋁箔：厚度為10μm~25μm。C.3.8金屬鋰片：鋰電池專用，厚度為0.10mm~0.25mm。C.3.9聚丙烯微孔隔膜：鋰電池專用，孔隙率35.0%～60.0%，平均孔徑不大于1.0μm，直徑為16mm~22mm，厚度為9.0μm～25.0μm。C.4儀器設備C.4.1真空烘箱：控制精度±1.0℃。C.4.2惰性氣體手套箱：水氧含量＜0.01μg/kg的惰性氣體手套箱。C.4.3天平：精度為±0.00001g。C.4.4分散攪拌機。C.4.5涂布機。C.4.6烘箱：控制精度±1.0℃。C.4.7沖片機。C.4.8輥壓機：扣式鋰電池專用。C.4.9扣式電池封裝機。C.4.10鋰離子電池電化學性能測試儀：電壓和電流不小于量程的0.1%。C.5試驗步驟GB/TXXXXX—XXXXC.5.1試劑及材料預處理C.5.1.1富鋰鐵酸鋰、導電劑、聚偏二氟乙烯：放入真空烘箱內(nèi)，在100℃條件下烘烤15h后置于干燥器中冷卻至室溫。C.5.1.2鋰離子電池隔膜：放入真空烘箱內(nèi)，在75℃~95℃條件下烘烤4h，取出后轉(zhuǎn)移至惰性氣體手套箱中進行存放。C.5.2正極片的制備在正極材料中富鋰鐵酸鋰的質(zhì)量分數(shù)為92%~95%，導電石墨作為導電劑，其質(zhì)量分數(shù)為1%~3%，PVDF為粘合劑，其質(zhì)量分數(shù)為2%~6%。正極片采用鋁箔做集流體。將富鋰鐵酸鋰、導電石墨、PVDF和NMP攪拌調(diào)漿，將漿料均勻涂覆在鋁箔上，于烘箱100℃~125℃干燥0.5h~3h。應嚴格控制混料和涂覆的工藝過程，制備正極片房間露點應控制在-30℃~-20℃范圍內(nèi)，極片涂層厚度應均勻一致。經(jīng)過輥壓后，切成直徑14mm電極片，電極片稱重，質(zhì)量精確到0.1mg。C.6電池的組裝在水氧含量＜0.01μg/kg的惰性氣體手套箱中，以金屬鋰片作為負極材料，以聚丙烯微孔薄膜作為隔膜，電解液由六氟磷酸鋰（LiPF6）溶于有機溶劑（碳酸乙烯酯EC，碳酸二乙酯DEC體積比為1：1）中，形成濃度為1mol/L的溶液組成，水分≤0.002%，游離酸（HF）≤0.005%，將它們裝配成扣式電池，電池密封后，用電池充放電測試儀測試。C.7試驗步驟將扣式電池在25℃±2℃的條件下，采用鋰離子電池電化學性能測試儀（C.4.10）測試，推薦測試工步如下：a）靜置：不小于6h；b）恒流恒壓充電：以電流0.05C充電至4.3V，轉(zhuǎn)恒壓充電，截止電流為0.01C；c）靜置：不小于10min；d）恒流放電：以電流0.05C放電至2.0V。C.8結(jié)果計算與數(shù)據(jù)處理C.8.10.05C首次充電比容量富鋰鐵酸鋰的0.05C首次充電比容量按式（C.1）計算：Ccha.........................................(C.1)式中：Ccha——以0.05C倍率電流充放電時首次充電比容量，單