《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》編制說明（預(yù)審稿）

《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》編編制說明1一、工作簡(jiǎn)況1.1任務(wù)來源1.1.1標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)計(jì)劃情況根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)《關(guān)于下達(dá)2023年第一批協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（中色協(xié)科字[2023]14號(hào)）的文件精神，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》制定項(xiàng)目獲得立項(xiàng)，由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)2023-011-T/CNIA，項(xiàng)目周期為24個(gè)月，計(jì)劃完成年限為2025年。團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》由廣東邦普循環(huán)科技有限公司、浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司、蜂巢能源科技有限公司、寧波容百新能源科技股份有限公司、浙江華友鈷業(yè)股份有限公司、湖北萬潤新能源科技股份有限公司、中偉新材料股份有限公司、天津國安盟固利新材料股份有限公司、北京當(dāng)升材料科技股份有限公司、格林美股份有限公司、湖南長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科股份有限公司、江門科恒實(shí)業(yè)股份有限公司、湖南邦普循環(huán)科技有限公司負(fù)責(zé)起草。1.1.2編制組單位變化情況技術(shù)審查會(huì)前，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制工作任務(wù)量，重新調(diào)整了編制組構(gòu)成，具體為：廣東邦普循環(huán)科技有限公司、北京當(dāng)升材料科技股份有限公司、天津國安盟固利新材料科技股份有限公司、浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司、江門科恒實(shí)業(yè)股份有限公司、貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司、湖北萬潤新能源科技股份有限公司、天津巴莫科技有限責(zé)任公司、廈門廈鎢新能源材料股份有限公司、格林美（無錫）能源材料有限公司、南通金通儲(chǔ)能動(dòng)力新材料有限公司、中偉新材料股份有限公司、湖南長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科新能源有限公司、廣東佳納能源科技有限公司、合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司、湖南力合厚浦科技有限公司。1.2標(biāo)準(zhǔn)制定目的和意義隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了鋰離子電池正極材料的需求，鋰作為鋰離子電池必備元素，需求量持續(xù)增加。中國既是全球最大的鋰電池生產(chǎn)國，也是全球最大的鋰消費(fèi)國，然而國內(nèi)的鋰資源儲(chǔ)量卻明顯跟不上市場(chǎng)需求。我國對(duì)鋰的需求全球第一，然而70%都要依靠進(jìn)口。隨著新能源汽車行業(yè)的快速增長(zhǎng)，未來我國的鋰資源缺口將持續(xù)增加，自給率持續(xù)走低，我國電池行業(yè)面臨卡脖子及不可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。為保障我國電池行業(yè)發(fā)展需求，研究替代鋰離子電池的新型電池成為一種重要方式。地殼中鈉儲(chǔ)量達(dá)2.74%，而鋰儲(chǔ)量?jī)H為0.0065%，是鋰資源的440倍，鈉儲(chǔ)藏量要比鋰豐富，具有更好的可持續(xù)發(fā)展性，而且鈉離子電池的原理與鋰離子電池相似。因此，使用鈉離子電池成為鋰離子電池的替代或備選儲(chǔ)能技術(shù)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。目前鈉離子電池在正極材料主要有過渡金屬氧化物、聚陰離子型化合物和普魯士藍(lán)類化合物等種類。層狀氧化物鈉離子電池正極材料鎳鐵錳酸鈉和鎳鈷錳酸鋰相比，其結(jié)構(gòu)、合成工藝相似。由于不含鈷、鋰金屬，其成本只有鎳鈷錳酸鋰的35%左右。因此成為鈉離子電池正極材料的熱點(diǎn)之一。其中鎳鐵錳酸鈉是2層狀氧化物中的鎳基材料，與三元鋰電池材料類似，在層狀氧化物材料中具有極高的比容量，其比容量可達(dá)150mAh/g，可實(shí)現(xiàn)150Wh/kg和高達(dá)3000-4000次的循環(huán)壽命的電芯開發(fā)，滿足動(dòng)力電池的運(yùn)用條件，快速成為目前鈉離子電池材料的主流，主要用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。隨著我國鈉離子電池中試線、量產(chǎn)線預(yù)計(jì)將陸續(xù)落地，小批量產(chǎn)品陸續(xù)下線，以寧德時(shí)代為首的各電池廠均已逐漸實(shí)現(xiàn)鈉離子動(dòng)力電池的量產(chǎn)。奇瑞汽車、雅迪電動(dòng)車、思皓新能源等多家乘用車和兩輪電動(dòng)車企業(yè)宣布鈉離子電池上車，行業(yè)進(jìn)入爆發(fā)期，各企業(yè)產(chǎn)能逐步釋放，據(jù)財(cái)聯(lián)社調(diào)查顯示，2023年鈉離子電池需求量約為5.90GWh，預(yù)計(jì)到2025年，我國鈉離子動(dòng)力電池領(lǐng)域需求量預(yù)計(jì)將達(dá)到60~80GWh。在此背景下，作為主流正極材料之一的鎳鐵錳酸鈉具有廣闊的市場(chǎng)前景，并且由于能夠適配三元鋰電池產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)型，市場(chǎng)需求量也在不斷攀升，鎳鐵錳酸鈉在鈉離子電池產(chǎn)業(yè)已極具發(fā)展前景。因此，為了促進(jìn)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展，提高產(chǎn)品品質(zhì)，方便廠家與客戶對(duì)標(biāo)，制定出適合生產(chǎn)廠家和客戶需求的鎳鐵錳酸鈉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫，也可彌補(bǔ)行業(yè)空白。對(duì)加快新產(chǎn)品，新技術(shù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的步伐，促進(jìn)新型鈉離子電池行業(yè)的良性發(fā)展具有重要意義。1.3主要參加單位和工作成員及其所作的工作1.3.1主要參加單位情況廣東邦普循環(huán)科技有限公司，作為標(biāo)準(zhǔn)的牽頭單位，負(fù)責(zé)組織開展標(biāo)準(zhǔn)的研制工作，包括前期調(diào)研、文獻(xiàn)查詢、框架內(nèi)容調(diào)整、技術(shù)分析、樣品收集和試驗(yàn)驗(yàn)證等工作，同時(shí)積極組織標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)落實(shí)、討論、預(yù)審、審查等會(huì)議，根據(jù)專家提出的意見，能夠帶領(lǐng)編制組成員單位認(rèn)真細(xì)致修改標(biāo)準(zhǔn)文本，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研制過程具有決定性貢獻(xiàn)。北京當(dāng)升材料科技股份有限公司、天津國安盟固利新材料科技股份有限公司、浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司、江門科恒實(shí)業(yè)股份有限公司、貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司，作為標(biāo)準(zhǔn)的主要參與單位，積極參與產(chǎn)品數(shù)據(jù)調(diào)研工作，同時(shí)提供樣品并參與了產(chǎn)品的試驗(yàn)驗(yàn)證，針對(duì)試驗(yàn)方法的確定提供了大量寶貴的建議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研制過程具有十分重要的貢獻(xiàn)。湖北萬潤新能源科技股份有限公司、天津巴莫科技有限責(zé)任公司、廈門廈鎢新能源材料股份有限公司、格林美（無錫）能源材料有限公司、南通金通儲(chǔ)能動(dòng)力新材料有限公司、中偉新材料股份有限公司、湖南長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科新能源有限公司、廣東佳納能源科技有限公司，積極參與第一和第二階段的調(diào)研反饋，為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的確定提供了大量數(shù)據(jù)支撐，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的各階段文本的修改提出大量建議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研制過程具有重要貢獻(xiàn)。合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司、湖南力合厚浦科技有限公司，作為產(chǎn)品的上下游相關(guān)方積極參加標(biāo)準(zhǔn)各階段會(huì)議，參與了第二階段的數(shù)據(jù)反饋，為標(biāo)準(zhǔn)的研制提供有力保障。1.3.2主要工作成員所負(fù)責(zé)的工作情況本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及工作職責(zé)，見下表1。表1主要起草及工作職責(zé)31.4主要工作過程1.4.1立項(xiàng)階段2022年10月，廣東邦普循環(huán)科技有限公司向全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)粉末冶金分會(huì)（SAC/TC243/SC4）提交團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》項(xiàng)目建議書、標(biāo)準(zhǔn)草案及標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)說明等材料。2022年11月，在廈門召開的全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)論證會(huì)上通過專家論證。2023年2月13日，有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)印發(fā)《關(guān)于下達(dá)2023年第一批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和外文版項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（中色協(xié)科字[2023]14號(hào)），團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》獲得立項(xiàng)，項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)2023-011-T/CNIA，項(xiàng)目周期為24個(gè)月，技術(shù)歸口單位為全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。。1.4.2起草階段2023年3月，廣東邦普循環(huán)科技有限公司接到項(xiàng)目下達(dá)任務(wù)后，積極組織相關(guān)人員成立標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，確認(rèn)了各成員的工作任務(wù)和職責(zé)，起草了工作計(jì)劃和進(jìn)度安排，確定了制定原則。標(biāo)準(zhǔn)編制工作組通過查找、分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)，對(duì)目前國內(nèi)的鎳鐵錳酸鈉產(chǎn)品情況進(jìn)行了充分研究。2023年4~5月，標(biāo)準(zhǔn)主編單位對(duì)鈉電行業(yè)開展鎳鐵錳酸鈉產(chǎn)品第一階段的調(diào)研工作，共11家單位反饋了調(diào)研數(shù)據(jù)，編制組內(nèi)部于2023年5月25日于線上對(duì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行充分討論和核實(shí)后，確定了《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》的主要技術(shù)指標(biāo)，并于2023年6月底，逐步完善《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，形成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿1。2023年7月17日～19日，全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織在湖北省十堰市召開標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)，來自全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)粉末冶金分技術(shù)委員會(huì)、廣東邦普循環(huán)科技有限公司、湖北萬潤新能源科技股份有限公司、浙江華友鈷業(yè)股份有限公司、天津巴莫科技有限責(zé)任公司、江門科恒實(shí)業(yè)股份有限公司、廈門廈鎢新能源股份有限公司、國軒高科股份有限公司、湖南長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科股份有限公司等80余名企業(yè)150余4位參會(huì)代表對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編制思路和具體技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了探討，提出了建議及工作方案，并對(duì)各項(xiàng)工作任務(wù)及工作進(jìn)度做了詳細(xì)的安排，與會(huì)代表一致認(rèn)為需要細(xì)化電化學(xué)性能測(cè)試（電解液體系）、水分含量、pH測(cè)試等內(nèi)容。2023年8月，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)湖北十堰會(huì)議的會(huì)議精神，組織開展了第二階段的調(diào)研工作，共7家單位反饋了調(diào)研數(shù)據(jù)，編制組根據(jù)討論的意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿2。2023年9月~10月，標(biāo)準(zhǔn)主編單位針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本編制了試驗(yàn)方案，并組織了6家單位提供了樣品開展實(shí)驗(yàn)室間交叉的產(chǎn)品試驗(yàn)方案驗(yàn)證，并對(duì)各單位在試驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行多次討論協(xié)調(diào)。根據(jù)兩個(gè)階段的調(diào)研、工作會(huì)議及產(chǎn)品驗(yàn)證結(jié)果，編制組及時(shí)修改標(biāo)準(zhǔn)文本，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及編制說明。1.4.3征求意見階段2023年12月~2024年3月，本編制組通過發(fā)函、在中國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量信息網(wǎng)上公開和會(huì)議討論等形式對(duì)《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿進(jìn)行意見征詢。共發(fā)函單位XX家，回函單位XX家，回函有意見的單位XX家，回函無意見的單位XX家，編制組根據(jù)回函意見，經(jīng)討論研究，提出具體的修改意見和采納情況。2024年4月，全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)在江西省南昌市召開了有色金屬標(biāo)準(zhǔn)工作會(huì)議，來自全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)粉末冶金分技術(shù)委員會(huì)、廣東邦普循環(huán)科技有限公司、湖北萬潤新能源科技股份有限公司、浙江華友鈷業(yè)股份有限公司、天津巴莫科技有限責(zé)任公司、江門科恒實(shí)業(yè)股份有限公司、廈門廈鎢新能源股份有限公司、國軒高科股份有限公司、湖南長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科股份有限公司等XX多家單位的XX余名專家代表參加了工作會(huì)議，對(duì)《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》進(jìn)行了預(yù)審。會(huì)議上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本表述不當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行了修改，討論了產(chǎn)品技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。此次會(huì)議得到各參與單位的認(rèn)可，一致認(rèn)為經(jīng)過修改后具備審定的條件。2024年5月~XX月，本編制組根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿意見匯總處理表和預(yù)審會(huì)議紀(jì)要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行完善，形成《鈉離子電池用正極材料鎳鐵錳酸鈉》標(biāo)準(zhǔn)送審稿及其編制說明。1.4.4審查階段1.4.5報(bào)批階段二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和依據(jù)2.1編制原則2.1.1符合性本文件嚴(yán)格按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求進(jìn)5行編制。2.1.2適用性作為新能源電池材料的重點(diǎn)產(chǎn)品，鈉離子電池正極材料目前主要有過渡金屬氧化物、聚陰離子型化合物和普魯士藍(lán)類化合物三大類型，其中層狀氧化物鈉離子電池正極材料鎳鐵錳酸鈉和鎳鈷錳酸鋰相比，其結(jié)構(gòu)、合成工藝相似，但不含鈷、鋰金屬，其成本只有鎳鈷錳酸鋰的35%左右。因此，使用鈉離子電池成為鋰離子電池的替代或備選儲(chǔ)能技術(shù)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。國家發(fā)改委、國家能源局、財(cái)政部等九部門聯(lián)合發(fā)布《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中提出：研發(fā)儲(chǔ)備鈉離子電池、液態(tài)金屬電池等高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中提出：開展鈉離子電池、新型鋰離子電池等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設(shè)計(jì)研究?？萍疾俊l(fā)改委、工信部等九部門聯(lián)合印發(fā)《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案（2022-2030年）》中提出：研究固態(tài)鋰離子、鈉離子電池等更低成本、更安全、更長(zhǎng)壽命、更高能量效率、不受資源約束的前沿儲(chǔ)能技術(shù)。本文件的制定符合國家政策導(dǎo)向，符合目前國內(nèi)鎳鐵錳酸鈉的生產(chǎn)和用戶需求情況。2.1.3先進(jìn)性本文件規(guī)定的內(nèi)容遵循充分滿足市場(chǎng)要求原則、指導(dǎo)生產(chǎn)的原則，可以提高鎳鐵錳酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，為國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)，滿足用戶的需求，促進(jìn)鋰電正極材料行業(yè)的不斷發(fā)展。2.2企業(yè)生產(chǎn)情況目前，鈉離子電池已逐步開始了從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没瘧?yīng)用的階段，國內(nèi)外已有超過二十家企業(yè)正在進(jìn)行鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)布局，并取得了重要進(jìn)展，主要包括英國FARADION公司、法國NAIADES計(jì)劃團(tuán)體、美國NatronEnergy公司、日本岸田化學(xué)、豐田、松下、三菱化學(xué)，以及我國的北京中科海鈉科技有限公司、浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司、遼寧星空鈉電電池有限公司、廣東邦普、寧德時(shí)代、容百科技、湖北萬潤、蜂巢能源等。近年來層狀氧化物產(chǎn)能不斷增長(zhǎng)，已成為目前鈉離子電池的主流正極材料，目前各企業(yè)已公開宣布的產(chǎn)能已達(dá)18萬噸以上，具體產(chǎn)能如下表2。表2各主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能情況62.3主要指標(biāo)質(zhì)量情況對(duì)國內(nèi)鎳鐵錳酸鈉產(chǎn)品開展調(diào)研，共收集到11家生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)反饋，相關(guān)產(chǎn)品的主要指標(biāo)質(zhì)量情況見表3和表4。表3主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)成分指標(biāo)質(zhì)量情況化學(xué)成分（wt.%）企業(yè)1企業(yè)2企業(yè)3企業(yè)4企業(yè)5企業(yè)6企業(yè)7企業(yè)8企業(yè)9企業(yè)10企業(yè)11主含量Ni17-1917.2816.4416-1816.6421.617±1.5/Fe15-1816.4515-1716.719416±1.5/Mn15-1816.3115-1716.0217.9616.6415±1.5/Ni+Mn+Fe47-5550.0449.8246-5249.379455.849.449.8551.7143.5-52.548.0-52.0Na17-2220.3720.0519-2116.728321.62115.4320.00±1.519.5-20.5雜質(zhì)含量Cu≤0.001//0.005＜0.0030.0003≤0.0002/0.0003≤0.005≤0.0020Ca/0.00010..0010.01＜0.010.00640.0085/0.0005≤0.005≤0.0300Zn≤0.050.0001/0.01＜0.010.0001≤0.0002/0.0001≤0.005≤0.0020Mg≤0.10.01170.0010.01＜0.020.00440.0068/0.0007≤0.005≤0.0200Cr≤0.010.00010.0010.01＜0.010.0065≤0.0002/0.0004≤0.005≤0.0020Cd/0.0001/0.01＜0.0030.0001≤0.0002/0.0001≤0.005≤0.0020Pb/0.0001/0.01＜0.010.0001≤0.005/0.0001≤0.005≤0.0020SO42-/0.0836/0.008＜0.010.30030.48/0.0055≤0.500≤2.000表4主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的物理性能指標(biāo)質(zhì)量情況物理性能單位企業(yè)1企業(yè)2企業(yè)3企業(yè)4企業(yè)5企業(yè)6企業(yè)7企業(yè)8企業(yè)9企業(yè)10企業(yè)11pH值/＜12/11-13//13.07≤13.20MIppb//>2000>3000////>150>1000殘鈉%＜1.450.040.2/≤2.0/1.50%≤2.00.3-1.0振實(shí)密度g/cm3>1.5//2.4///1.5~2.02.0-2.2D0μm/1.0430.6/2.222//0.2786.409≥0.5>2.0D10μm>2.02.913±13.9263.44.020.74210.62≥2.0/D50μm4-73.8525.566±26.6581.73717.334.5±1.54.5~5.5D90μm＜206.84410.08≤1511.856203.60828.99≤8.50/D100μm/11.23814.25≤25508.54829.4/21.10850.7≤20.00<16.0比表面積m2/g0.5~0.90.5630.70.5-30.64710.40.58//0.2120.3~0.90.5~0.8三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及說明73.1范圍本文件規(guī)定了鎳鐵錳酸鈉的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存、隨行文件和訂貨單（或合同）內(nèi)容。本文件適用于鈉離子電池用正極材料O3相晶體結(jié)構(gòu)的鎳鐵錳酸鈉。【條文說明】目前，常見鎳鐵錳酸鈉的構(gòu)型有O3型和P2型兩種，如下圖所示，經(jīng)過調(diào)研，目前調(diào)研結(jié)果顯示絕大部分單位產(chǎn)品均為O3型產(chǎn)品，因此規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為：適用于鈉離子電池用正極材料O3相晶體結(jié)構(gòu)的鎳鐵錳酸鈉。圖1兩種晶體結(jié)構(gòu)示意圖3.2規(guī)范性引用文件在標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中，工作組成員查閱了大量的標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)資料，根據(jù)文本內(nèi)容的編制需要，對(duì)下列文件進(jìn)行了規(guī)范性引用：GB/T5162金屬粉末振實(shí)密度的測(cè)定GB/T5314粉末冶金用粉末取樣方法GB/T6283化工產(chǎn)品中水分含量的測(cè)定卡爾·費(fèi)休法（通用方法）GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T9724化學(xué)試劑pH值測(cè)定通則GB/T19077粒度分析激光衍射法GB/T19587氣體吸附BET法測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積GB/T41704鋰離子電池正極材料檢測(cè)方法磁性異物含量和殘余堿含量的測(cè)定JCPDS（09-0063）鎳酸鋰X射線粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)圖譜3.3術(shù)語和定義8O3相鎳鐵錳酸鈉Sodiumnickelironmanganeseoxideofoctahedron3phase具有堿性陽離子八面體配位、晶胞內(nèi)含有3個(gè)過渡金屬層的面心立方堆積晶體結(jié)構(gòu)的鎳鐵錳酸鈉。鈉和鎳鐵錳合量的摩爾比一般為0.8~1.2?！緱l文說明】參照《鈉離子電池符號(hào)和命名》和《鈉離子電池術(shù)語和詞匯》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為方便更好理解，定義了“O3相鎳鐵錳酸鈉”術(shù)語，同時(shí)根據(jù)調(diào)研結(jié)果，給出其一般的摩爾比范圍。表5鎳鐵錳酸鈉中鈉元素和鎳鐵錳合量的摩爾比Na：(Ni+Mn+Fe)3.4技術(shù)要求3.4.1化學(xué)成分產(chǎn)品的化學(xué)成分應(yīng)符合表4的規(guī)定。表6鎳鐵錳酸鈉的化學(xué)成分調(diào)研數(shù)據(jù)NaNi+Mn+FeS【條文說明】根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，鎳、鐵、錳三類主元素中，11家單位中8家企業(yè)的產(chǎn)品鎳鐵錳含量相近，但存在兩家單位產(chǎn)品分別存在鎳元素較高（企業(yè)6）和鈷錳元素較高（企業(yè)8）的情況，還有一家企業(yè)只以鎳鐵錳合量控制產(chǎn)品質(zhì)量，存在部分分歧，考慮后續(xù)鈉離子電池發(fā)展，鎳錳鐵比例會(huì)類似鎳鈷錳酸鋰類鋰電正極材料存在多種產(chǎn)品類型，因此本標(biāo)準(zhǔn)僅以鎳鐵錳合量作為控制指標(biāo)。根據(jù)調(diào)研顯示絕大部分單位產(chǎn)品均為O3型產(chǎn)品，整體比例根據(jù)調(diào)研結(jié)果定為0.8~1.2，綜合比例和鈉含量的調(diào)研結(jié)果，規(guī)定鈉含量的要求為14.0~24.0。各單位反饋的結(jié)果中共包含Cu、Ca、Zn、Mg、Cr、Cd、Pb、SO42-，其中共計(jì)7家企業(yè)對(duì)全部8種雜質(zhì)元素均作出要求，考慮到其中Mg、Cu、Cr等可能作為摻雜元素用以改善產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)SO42-為以ICP測(cè)定硫元素后折算為SO42-，因此將Mg、Cu、Cr從雜質(zhì)元素中剔除，只規(guī)定了Ca、Zn、Cd、Pb、S這5種雜質(zhì)元素在本文件內(nèi)制定指標(biāo)。3.4.2外觀質(zhì)量9產(chǎn)品的外觀一般為灰黑色粉末，顏色均一，無結(jié)塊。3.4.3水分含量產(chǎn)品中的水分含量應(yīng)不大于0.3%?！緱l文說明】水分對(duì)電池極片制備和電池性能影響較大。材料水分超標(biāo)，會(huì)引起漿料團(tuán)聚，極片涂覆性能差，極片掉粉等問題，多余的水分帶入電池中，會(huì)和電解液反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸，腐蝕電池引發(fā)安全問題，所以應(yīng)嚴(yán)格控制產(chǎn)品水分含量。行業(yè)內(nèi)各家企業(yè)的水分控制指標(biāo)如表所示，各企業(yè)控制的水分指標(biāo)差異較大，半數(shù)企業(yè)在0.1%以下，半數(shù)在0.1%以上，因此選取最大值0.3%作為本文件的控制指標(biāo)。表7鎳鐵錳酸鈉的水份含量調(diào)研數(shù)據(jù)3.4.4殘余鈉含量產(chǎn)品中的殘余鈉含量應(yīng)不大于2%。【條文說明】與殘余鋰含量類似，產(chǎn)品中的殘余鈉會(huì)影響極片制漿、電池首次充放電效率和產(chǎn)氣等電池產(chǎn)品質(zhì)量控制，需要對(duì)殘余鈉含量的上限做出限制，目前11家企業(yè)中僅2家無殘余鈉含量要求，行業(yè)內(nèi)對(duì)該指標(biāo)普遍有質(zhì)量控制要求。由于殘余鈉測(cè)試使用水溶劑和乙醇溶劑結(jié)果可相差10倍以上，例如企業(yè)1、6、7、9、10采用水溶劑測(cè)試，殘余鈉指標(biāo)均大于1%，其余4家企業(yè)采用乙醇做溶劑，殘余鈉指標(biāo)均小于1%?？紤]到行業(yè)內(nèi)暫缺統(tǒng)一的鈉離子電池殘余鈉含量測(cè)試方法，因此考慮與殘余鋰測(cè)試方法的統(tǒng)一，本文件采用水溶劑體系下的殘余鈉含量指標(biāo)，要求殘余鈉含量不高于2%。3.4.5磁性異物產(chǎn)品中的磁性異物含量應(yīng)不大于0.0003%?！緱l文說明】由于鎳鐵錳酸鈉中含有鐵元素，極易與磁性異物混淆，因此約半數(shù)單位暫無反饋磁性異物含量要求，但是考慮到磁性異物是影響電池安全性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，按照反饋單位的最大值設(shè)定要求，應(yīng)不大于0.0003%。3.4.6物理性能3.4.6.1晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合JCPDS標(biāo)準(zhǔn)（09-0063），與標(biāo)準(zhǔn)圖譜相比無雜質(zhì)相檢出。3.4.6.2振實(shí)密度產(chǎn)品的振實(shí)密度應(yīng)不小于1.5g/cm3。3.4.6.3粒度分布產(chǎn)品的粒度分布要求呈正態(tài)分布，D50應(yīng)為1.5μm～18μm。3.4.6.4比表面積產(chǎn)品的比表面積應(yīng)為0.2~1.4m2/g。3.4.6.5pH值產(chǎn)品的pH值應(yīng)不大于13.5?！緱l文說明】根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，影響產(chǎn)品質(zhì)量的物理性能指標(biāo)主要包括振實(shí)密度、粒度分布、比表面積、pH值。振實(shí)密度是衡量活性材料的一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)殇囯x子電池的體積是有限的，振實(shí)密度不能過低，而振實(shí)密度上限則與產(chǎn)品種類有關(guān)，因此振實(shí)密度以單邊下限控制，根據(jù)調(diào)研結(jié)果要求不小于1.5g/cm3。粒度分布指標(biāo)包含D0、D10、D50、D90和D100，但是除D50外，各單位其余粒度分布指標(biāo)差異過大，難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，且D50是粒度分布的核心指標(biāo)，因此只對(duì)D50作要求，根據(jù)調(diào)研結(jié)果定為1.5μm~18μm。其余pH和比表面積均按照調(diào)研結(jié)果進(jìn)行設(shè)定。3.4.7電化學(xué)性能3.4.7.1首次放電比容量產(chǎn)品在電壓范圍2V～4V，0.1C充放電倍率條件下的首次放電比容量應(yīng)不小于120mAh/g。3.4.7.2首次充放電效率產(chǎn)品在電壓范圍2V～4V，0.1C充放電倍率條件下的首次充放電效率應(yīng)不小于90%。3.4.7.3循環(huán)壽命產(chǎn)品在電壓范圍2V～4V，1C充放電倍率條件下，放電容量達(dá)到首次循環(huán)放電容量的80%時(shí)，循環(huán)次數(shù)應(yīng)不低于100次?！緱l文說明】目前，正極材料電性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括首次放電比容量、首次充放電效率和循環(huán)壽命。其中首次放電比容量和充放電電壓范圍息息相關(guān)，根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，11家單位中8家的電壓范圍均為2~4V，兩家單位接近2~4V（企業(yè)2為2~4.1V，企業(yè)10為2~4.05V），僅有一家企業(yè)（企業(yè)4）電壓范圍更寬為1.5~4V，電池容量為活性物質(zhì)所能放出的電量，計(jì)算方法為一定電壓范圍內(nèi)電流隨時(shí)間的積分，因此同等條件下充放電電壓范圍越寬，比容量越高，而比容量一般只做最低要求，因此電壓范圍按照2~4V設(shè)定，不會(huì)引起1.5~4V企業(yè)的比容量無法滿足要求，因此電性能的電壓范圍均按2~4V進(jìn)行規(guī)定。首次放電比容量和首次充放電效率均按參照調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定。循環(huán)壽命不同企業(yè)產(chǎn)品之間差異較大，少數(shù)企業(yè)（企業(yè)3、企業(yè)4、企業(yè)10）能夠達(dá)到1000周以上的循環(huán)，但是大部分企業(yè)循環(huán)壽命在200周以下，綜合考慮行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和調(diào)研數(shù)據(jù)，定為循環(huán)次數(shù)應(yīng)不低于100次。表8鎳鐵錳酸鈉的電化學(xué)性能調(diào)研數(shù)據(jù)V%/thth3.5試驗(yàn)方法的確定3.5.1化學(xué)成分產(chǎn)品化學(xué)成分按附錄A和附錄B提供的方法進(jìn)行測(cè)試?！緱l文說明】化學(xué)成分的測(cè)定主要參考YS/T1006《鎳鈷錳酸鋰化學(xué)分析方法》使用ICP-OES進(jìn)行測(cè)定元素含量并合量，但是鎳鐵錳酸鈉中鈉是主含量，合量和鈉元素含量均與YS/T1006系列標(biāo)準(zhǔn)存在差異，因此在附錄中補(bǔ)充適用于鎳鐵錳酸鈉ICP-OES分析方法。3.5.2外觀質(zhì)量產(chǎn)品外觀在自然光下采用目視法檢驗(yàn)。3.5.3水分含量產(chǎn)品的水分測(cè)定按GB/T6283的規(guī)定進(jìn)行?！緱l文說明】化工產(chǎn)品中水分含量的測(cè)定常采用“GB/T6283《化工產(chǎn)品中水分含量的測(cè)定卡爾?費(fèi)休法（通用方法）》和GB/T6284《化工產(chǎn)品中水分測(cè)定的通用方法干燥減量法》。干燥減量法對(duì)設(shè)備要求較低，但是誤差較大，水分含量較高的樣品宜采用此方法?？?費(fèi)休法比干燥減量法精度更高、誤差小，更適用水分含量較低的樣品中水分含量的測(cè)定。本文件中規(guī)定水分含量應(yīng)不大于0.3%，所以應(yīng)選用卡爾?費(fèi)休法。3.5.4殘余鈉含量產(chǎn)品的殘余鈉含量測(cè)定按GB/T41704的規(guī)定進(jìn)行?！緱l文說明】鈉離子電池中的殘余鈉和鋰離子電池中殘余鋰都是大都以碳酸鹽形式存在，具有相同的陰離子，而目前GB/T41704中對(duì)于殘余鋰含量的測(cè)定采用的是電位滴定法，通過碳酸根含量折算殘余鋰含量，目前存在水和乙醇兩種溶劑體系的測(cè)試方案，測(cè)試結(jié)果可差10倍以上。根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，行業(yè)主要檢測(cè)手段仍為水體系，和殘余鋰含量可以采用同一套分析方法。因此本標(biāo)準(zhǔn)的殘余鈉含量直接引用鋰電正極材料的殘余鋰含量的測(cè)試方法。3.5.5磁性異物產(chǎn)品的磁性異物含量測(cè)試按供需雙方協(xié)商的方法進(jìn)行?！緱l文說明】目前鋰離子電池中磁性異物含量的測(cè)試需要按主元素是否含鐵分為兩類，主元素不含鐵的直接采用磁棒吸附后溶解并用ICP-OES測(cè)試即可，但如果主元素含鐵則需要額外測(cè)定鋰元素含量扣除正極材料中Fe的影響。目前對(duì)于主元素含鐵的正極材料其磁性異物含量主要參考GB/T41704《鋰離子電池正極材料檢測(cè)方法磁性異物含量和殘余堿含量的測(cè)定》，鎳鐵錳酸鈉產(chǎn)品中含有主元素鐵，但主元素不含鋰，因此無法參照GB/T41704測(cè)定磁性異物含量，目前行業(yè)內(nèi)缺乏可以參照的統(tǒng)一的分析方法標(biāo)準(zhǔn)，暫定以供需雙方協(xié)商的方法進(jìn)行測(cè)試。3.6.6物理性能3.6.6.1晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)用X射線粉末衍射儀檢測(cè)。3.6.6.2振實(shí)密度產(chǎn)品振實(shí)密度的測(cè)定按GB/T5162的規(guī)定進(jìn)行。3.6.6.3粒度分布產(chǎn)品粒度分布的測(cè)定按GB/T19077的規(guī)定進(jìn)行。3.6.6.4比表面積產(chǎn)品比表面積的測(cè)定按GB/T19587的規(guī)定進(jìn)行?！緱l文說明】鋰離子正極材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的物理性能大都以通用方法進(jìn)行測(cè)試，包括GB/T5162-2021《金屬粉末振實(shí)密度的測(cè)定》、GB/T19077《粒度分析激光衍射法》、GB/T19587《氣體吸附BET法測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積》等，本標(biāo)準(zhǔn)液參考鋰離子電池正極材料產(chǎn)