ICS29.050國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T43114—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業協會提出。本文件由全國鋼標準化技術委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：貝特瑞新材料集團股份有限公司、山西省檢驗檢測中心、廣東邦普循環科技有限公司、深圳貝特瑞鈉電新材料科技有限公司、中國科學院山西煤炭化學研究所、冶金工業信息標準研究1GB/T43114—2023下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T1427炭素材料取樣方法GB/T4369—2015鋰GB/T6682分析實驗室用水規格和試驗方法GB/T8170數值修約規則與極限數值的表示和判定GB/T19077粒度分布激光衍射法GB/T19587氣體吸附BET法測定固態物質比表面積GB/T21354粉末產品振實密度測定通用方法GB/T24533—2019鋰離子電池石墨類負極材料3.12500℃以上高溫下難以石墨化的無定形碳。注：一般認為(002)晶面間距(do02)大于或等于0.368nm的無定形碳為硬炭。4分類和代號產品等級劃分按照表1規定進行。2GB/T43114—2023表1硬炭材料等級單位為毫安時每克類型樹脂類硬炭瀝青類硬炭生物類硬炭級別IⅡⅢIⅡⅢIⅡⅢ首次放電比容量Qdis≥450.0220.0≤Qdi<350.0350.0≤Qds<450.0220.0≤Qds350.0220.0≤Qdi<350.04.3產品代號產品代號由分類代號、首次放電比容量、中值粒徑(D?o)依次排列組成，具體示例見表2。表2產品代號示例及其含義示例含義樹脂類硬炭、首次放電比容量(300.0±10.0)mA·h/g、Dso=(6.0±1.5)μm瀝青類硬炭、首次放電比容量(400.0±10.0)mA·h/g、Dso=(9.0±1.5)μmBHC-450-9生物類硬炭、首次放電比容量(450.0±15.0)mA·h/g、D?o=(9.0±1.5)μm5技術要求5.2理化指標硬炭材料的理化指標應符合表3、表4、表5的規定，若有特殊要求由供需雙方協商確定。表3樹脂類硬炭材料理化指標產品等級理化性能4～15水分(質量分數)/%pH值8.5±1.5振實密度/(g/cm3)比表面積/(m2/g)(002)晶面間距(doo2)/nm3GB/T43114—2023表3樹脂類硬炭材料理化指標(續)產品等級電化學性能首次放電比容量/(mA·h/g)首次庫侖效率/%微量金屬元素鐵/(mg/kg)鈷/(mg/kg)銅/(mg/kg)鎳/(mg/kg)鋁/(mg/kg)鎘/(mg/kg)鋅/(mg/kg)磁性物質(鐵十鉻十鎳十鋅十鈷)/(mg/kg)表4瀝青類硬炭材料理化指標技術指標產品等級理化性能D?o水分(質量分數)/%pH值振實密度/(g/cm3)比表面積/(m2/g)(002)晶面間距(doo2)/nm電化學性能首次放電比容量/(mA·h/g)首次庫侖效率/%微量金屬元素鐵/(mg/kg)鈷/(mg/kg)銅/(mg/kg)鎳/(mg/kg)鋁/(mg/kg)鎘/(mg/kg)鋅/(mg/kg)磁性物質(鐵十鉻十鎳十鋅十鈷)/(mg/kg)4GB/T43114—2023表5生物類硬炭材料理化指標產品等級理化性能水分(質量分數)/%pH值振實密度/(g/cm3)比表面積/(m2/g)(002)晶面間距(doo2)/nm電化學性能首次放電比容量/(mA·h/g)首次庫侖效率/%微量金屬元素鐵/(mg/kg)鈷/(mg/kg)銅/(mg/kg)鎳/(mg/kg)鋁/(mg/kg)鎘/(mg/kg)鋅/(mg/kg)磁性物質(鐵十鉻十鎳十鋅十鈷)/(mg/kg)6試驗方法光線充足條件下目視觀察。按照GB/T按照GB/T按照GB/T按照GB/T19077的規定進行測定。24533—2019中附錄B的規定進行測定。24533—2019中附錄C的規定進行測定。19587的規定進行測定。5GB/T43114—2023按照GB/T24533—2019中附錄E的規定進行測定。6.7首次放電比容量和首次庫侖效率按照附錄A的規定進行測定。6.8微量金屬元素按照GB/T24533—2019中附錄H的規定進行測定。6.9磁性物質按照GB/T24533—2019中附錄K的規定進行測定。6.10振實密度按照GB/T21354的規定進行測定。7檢驗規則7.1取樣方法取樣按照GB/T1427規定進行，樣品應密閉保存。7.2檢驗分類型式檢驗項目包括第5章規定的全部技術要求。有下列情況之一時應進行型式檢驗：a)原材料的型號、供貨廠家等有變更時；b)生產工藝流程有變化時；c)生產設備停產半年以上，恢復生產時。7.3驗收規則7.3.1產品符合表3或表4或表5中全部技術指標為合格品。若有任何一項指標不符合要求，應從同批產品的取樣袋中雙倍取樣對不合格項復驗。若復驗結果全部符合要求，則判該批產品為合格品，反7.3.2生產廠出廠的產品應符合本文件規定的要求，每批產品出廠時，隨貨附帶檢驗報告。7.3.3復驗期限為1個月，如有異議時，應雙倍取樣重新檢驗，如仍有爭議，由具有資質的第三方檢測機構檢驗。8.1產品的包裝、標志應符合GB/T8719的規定，凈重由供需雙方協商。6GB/T43114—20238.2包裝應在干燥環境條件下進行，將產品裝入防水包裝袋(推薦用聚乙烯密封袋、鋁塑密封袋)。特殊的包裝要求由供需雙方商定。8.5避免與可使產品變質或使包裝袋損壞的物品混存、混運。8.6貯存和運輸過程中產品的包裝不應破損。7GB/T43114—2023(規范性)首次放電比容量和首次庫侖效率的測定方法警示——使用本附錄的人員應有正規實驗室工作的實踐經驗。本附錄并未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當的安全和健康措施，并保證符合國家有關法規規定的條件。金屬鋰不應與水接觸，應防潮。A.1概述本附錄規定了硬炭材料的首次放電比容量及首次庫侖效率的測試方法。A.2試劑及材料A.2.1水：應符合GB/T6682中三級水的要求。A.2.2導電劑：乙炔炭黑，比表面積50m2/g～80m2/g,中值粒徑Ds?為30nm～60nm。A.2.3粘結劑：聚丙烯酸(PAA),黏度大于7300MPa·s,D??≤1μm,或同等性能黏結劑。A.2.4金屬鋰片或鋰帶：符合GB/T4369—2015中Li-3牌號要求的金屬鋰片或鋰帶，直徑宜為12mm～18mm,厚度宜為0.6mm～1.2mm。A.2.5硬炭集流體：銅箔。A.2.6鋰集流體：鎳網，厚度宜為0.15mm～0.25mm,直徑宜為14mm～18mm。A.2.7隔膜：聚乙烯-聚丙烯(PE-PP)復合膜，厚度宜為20μm～150μm,直徑宜為18mm～24A.2.8電解液：由六氟磷酸鋰(LiPF?)溶于有機溶劑[碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)體積比為1:1:1]中形成的濃度為1mol/L的溶液。A.2.9扣式結構體：CR2016、CR2430或CR2032電池殼體，包括正極殼和負極殼。A.3儀器與設備A.3.1電池測試儀電流精度：0.1%RD+0.1%FS;電壓精度：0.1%RD+0.1%FS。A.3.2惰性氣氛(氬氣)手套箱箱體總泄漏率(體積分數)不大于5×10-?h-1。A.3.3真空干燥箱真空度小于100Pa,溫度控制范圍50℃~250℃,溫度最大波動度±2℃、溫度指示誤差±2℃、溫度均勻度±5℃。A.3.4鼓風干燥箱溫度控制范圍50℃~250℃,溫度最大波動度±2℃、溫度指示誤差±2℃、溫度均勻度±3℃。8GB/T43114—2023分度值為0.0001g。分度值為0.00001g。攪拌速度2000r/min。1500目。攪拌速度200r/min～2000r/min。含量不大于1mg/m3,氧氣含量不大于10mg/m3。干燥器內冷卻至室溫備用。取一定量的黏結劑(A.2.3)置于燒杯中加入水(A.2.1)充分混合稀釋，制得固含量為5%的黏結劑水溶液備用。算，用電子天平(A.3.5)分別對A.4.2中的干燥后的試樣和黏結劑水溶液與干燥后的導電劑準確稱量并混合，采用高速分散機(A.3.10)以800r/min攪拌20s,再以2000r/min攪拌5min成膏狀物。注：可參考的稱量步驟如下：取A.4.2中的4.55g干燥試樣和0.15g干燥導電劑于50mL的燒杯中，加入6.0g固含量為5%的黏結劑水溶液(見A.4.2)。至表面光滑，水平置于玻璃平板上，并整體移入鼓風干燥箱(A.3.4)中在95℃~105℃干燥至少2h,獲得單面面密度為60g/m2~100g/m2的待加工極片。b)滴加一滴電解液(A.2.8),放入極片(見A.4.5),并用鑷子輕輕按下使電解液(A.2.8)將極片吸9GB/T43114—2023c)用鑷子夾住隔膜(A.2.7),隔膜(A.2.7)邊緣頂住電池殼內部的邊緣，慢慢把隔膜(A.2.7)往下放，如極片和隔膜(A.2.7)之間有氣泡，則將隔膜(A.2.7)慢慢夾起后再慢慢放下，除去氣泡，最后松開鑷子，此時隔膜(A.2.7)應在正極殼中心位置；d)在隔膜(A.2.7)正中間滴加一滴電解液(A.2.8),使用鑷子夾起金屬鋰片(A.2.4),使用海綿拋光棒(A.3.9)打磨。放入打磨好的金屬鋰片(A.2.4),輕壓使金屬鋰片(A.2.4)被電解液(A.2.8)吸住，并調節金屬鋰片(A.2.4)的位置至正中間；e)將鋰集流體(A.2.6)放置在正中間位置，蓋上負極殼，鋰集流體(A.2.6)不應移位，電解液(A.2.8)添加總量應為30μL～80pL。A.5測試步驟A.5.1環境溫度：25℃±2℃,相對濕度≤40%。A.5.2將扣式電池在電池測試儀(A.3.1)上進行一次充電-放電循環。充放電倍率為0.1C,電壓范圍為0.005V～1.5V,充放電要求如下，宜優先采用恒壓法。a)恒壓法：—-—靜置2h;-——放電：恒倍率0.2C放電至電壓小于0.005V,恒壓0.005V放電至電流小于3.5×10-?A;——充電：恒倍率0.2C充電至電壓大于1.5V;——靜置15min。b)恒電流法：——放電：恒倍率0.1C放電至電壓小于0.01V,恒倍率0.09C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.08C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.07C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.06C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.05C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.04C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.03C放電至電壓小于0.005V,恒倍率0.02C放電至電壓小于0.005V;-充電：恒倍率0.1C充電至電壓大于1.5V;A.6結果計算與數據處理A.6.1試樣的首次放電比容量和首次庫侖效率，按式(A.1)～式(A.4)計算。m=(m極片—m銅)×0.91……(A.1)Q1(cha)=CI(h)/m……(A.2)Q?(dis)=C?(dis)/m……(A.3)E?=Q1(cha)/Qi(dis)×100%…