ICS77.160CCSH16中華人民共和國國家標準GB/T45330—2025鋰離子電池正極材料水分含量的測定卡爾費休庫倫法Cathodematerialsforlithiumionbatteries—Determinationofwatercontent—Carlfishercoulombmethod2025-02-28發布2025-09-01實施國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會發布/GBT45330—2025前言本文件按照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。本文件由中國有色金屬工業協會提出。本文件由全國有色金屬標準化技術委員會(SACTC243/)歸口。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。本文件起草單位:貝特瑞新材料集團股份有限公司、巴斯夫杉杉電池材料有限公司、魯北萬潤智慧能源科技(山東)有限公司、廈門廈鎢新能源材料股份有限公司、北京當升材料科技股份有限公司、深圳市貝特瑞新能源技術研究院有限公司、合肥國軒高科動力能源有限公司、曲靖市德方納米科技有限公司、浙江巴莫科技有限責任公司、湖南長遠鋰科新能源有限公司、廣東邦普循環科技有限公司、四川賽科檢測技術有限公司、江蘇中興派能電池有限公司、四川新鋰想能源科技有限責任公司、江西贛鋒鋰業集團股份有限公司、長沙礦冶院檢測技術有限責任公司、梅特勒托利多科技(中國)有限公司、江蘇當升材料科技有限公司、福安青美能源材料有限公司、當升科技(常州)新材料有限公司、格林美(無錫)能源材料有限公司、金馳能源材料有限公司、格林美(江蘇)鈷業股份有限公司、金川集團股份有限公司、深圳澳睿新能源科技有限公司、賽孚瑞化工邯鄲有限公司、廣東金晟新能源股份有限公司。本文件主要起草人:王平淵、李嘉慧、陳爽、尚曉燕、曾雷英、方蘭蘭、王文波、張楠、李子坤、吳正明、李意能、周朋珍、胡柳泉、謝英豪、李華鋒、楊慶亨、劉昊、李強、劉爭達、袁春偉、孫國平、雷杰、張帆、陳玉君、譚方亮、許開華、郭晶、葛樂、蘭天、韓旗英。Ⅰ/GBT45330—2025鋰離子電池正極材料水分含量的測定卡爾費休庫倫法范圍1本文件描述了卡爾費休庫倫法測定鋰離子電池正極材料中水分含量的方法。本文件適用于鈷酸鋰(LCO)、鎳鈷錳酸鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰(NCA)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)、磷酸錳鐵鋰(LMFP)等正極材料水分含量的測定,測定范圍為0.0005%~0.5000%。規范性引用文件2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。/GBT8170數值修約規則與極限數值的表示和判定術語和定義3下列術語和定義適用于本文件。3.1露點溫度dewpointtemperature氣體中水的蒸氣壓等于某溫度下水的飽和蒸氣壓時的溫度。原理4樣品在加熱爐中加熱,樣品中的水分蒸發為水蒸氣,被干燥的載氣帶入卡爾費休水分儀的滴定杯中進行測定。樣品中的水分與低醇溶液(如甲醇)、有機堿(RN)中的碘和二氧化硫進行化學反應,電解池持續電解碘離子(I)產生碘(I2),產生的碘與樣品中的水反應,反應方程式如下:[][]-HO+I+SO+CHOH+3RN→RHNSOCH+2RHNI2223432I→I+2e--2按照上述反應式進行滴定,直至所有的水反應完全。根據法拉第定律,產生碘的物質的量與消耗的電量成正比。通過測定I生成I需要的電量來計算樣品中的水分含量。-2試劑或材料55.1水分標準物質:有證標準物質,水分含量為0.01%~0.10%。卡爾費休試劑:市售的庫倫法卡爾費休試劑。5.25.3載氣:體積分數不小于99.999%的高純氮氣或體積分數不小于99.999%的高純氬氣或干燥空氣。1/GBT45330—2025儀器設備66.1卡爾費休庫倫水分儀:帶有蒸發器,加熱溫度不小于150℃,精度為0.0001%。6.2分析天平:分度值0.0001g。玻璃瓶:容積為10mL,配備密封蓋,使用前在(105±5)℃的烘箱(6.4)中干燥不少于4h,干燥器6.3中冷卻至室溫后備用。6.4烘箱:加熱溫度不小于100℃。樣品78樣品應由鋁塑膜真空塑封,測試前無破損。注:本方法是一種非常敏感的方法,盡可能防止樣品接觸水,包括與周圍環境的接觸。試驗條件試驗宜在干燥間中進行。拆樣與稱樣過程應在干燥間中進行,環境露點溫度應不大于-20℃,環境溫度為15℃~30℃。試驗步驟設備校準99.1定期使用水分標準物質(5.1)對卡爾費休庫倫水分儀(6.1)進行校準,測試結果應在標準物質的參考范圍內。試料9.2用分析天平(6.2)稱取樣品(),7稱樣量以使試料中的水分質量為0.0002g~0.0004g為宜,或參考表1進行稱樣,精確到0.0001g,記為ms,置于玻璃瓶(6.3)中,作為樣品瓶,加蓋密封備用。表1不同種類正極材料推薦稱樣量正極材料LFP、LMFPNCA、NCMLMO水分含量典型值/%推薦稱樣量/g0.15000.03000.01500.00600.1~0.20.6~1.21.5~2.03.0~4.0LCO平行試驗9.39.4平行做兩份試驗,取其平均值。空白試驗準備2個玻璃瓶(6.3),分別作為漂移瓶和空白瓶,加蓋密封備用。漂移瓶用于測量漂移瓶載氣2/GBT45330—2025(5.3)后的水分質量,開機后漂移不少于30min至漂移值穩定。隨后測試空白瓶中的水分含量,記空白瓶中水分質量為mb。測定9.5設置卡爾費休庫倫水分儀測試參數,蒸發器加熱溫度不小于150℃,初始漂移值不大于9.5.110μgmin/,終止漂移值不大于/。10gminμ將樣品瓶放在卡爾費休庫倫水分儀上進行測量,樣品瓶中水分質量記為mw。記錄試料的水分含量。9.5.29.5.3試驗數據處理10試料中的水分含量由計算機自動給出,或按式()1計算:w=mw-mb×100%ms……(1)式中:———試料的水分含量;mw———樣品瓶中水分質量,單位為克();gw———空白瓶中的水分質量,單位為克();g———試料的質量,單位為克()。gmbms計算結果表示至小數點后4位,數值修約按GBT8170/的規定進行。精密度重復性1111.1在重復性條件下獲得的兩個獨立測試結果的測定值,在以下給出的平均值范圍內,這兩個測試結果r2數據采用線的絕對差值不超過重復性限(),r超過重復性限()r的情況不超過5%。重復性限()按表性內插法或外延法求得。精密度原始數據見附錄A。表2重復性限w/%r/%0.00580.02320.04930.14710.00320.00510.00680.0118再現性11.2在再現性條件下獲得的兩個獨立測試結果的測定值,在以下給出的平均值范圍內,這兩個測試結果R3數據采用的絕對差值不超過再現性限(R),超過再現性限(R)的情況不超過5%。再現性限()按表線性內插法或外延法求得。精密度原始數據見附錄A。表3再現性限w/%R/%0.00580.00430.02320.04930.01600.14710.01940.01073/GBT45330—2025試驗報告12試驗報告至少應包括以下內容:———樣品名稱;———本文件編號;———測試日期;———環境露點溫度;———環境溫度;———試料質量;———分析結果與表示方法;———測試中的異常現象;———其他與本文件規定步驟的差異或本文件中未規定的要求。4/GBT45330—2025附錄A(資料性)精密度試驗原始數據精密度數據是由7家實驗室對4種不同的正極材料樣品進行共同試驗確定的。每個實驗室對每種正極材料的水分含量在重復性條件下獨立測定6次,測定的原始數據見表A.1。表A.1精密度試驗原始數據w/%實驗室樣品種類測定次數123456鎳鈷錳酸鋰0.02450.0066磷酸錳鐵鋰0.14150.0579鎳鈷錳酸鋰0.0281鈷酸鋰0.0069磷酸錳鐵鋰0.14210.0553鎳鈷錳酸鋰0.02300.0192磷酸錳鐵鋰0.15580.0442鎳鈷錳酸鋰0.02300.0119磷酸錳鐵鋰0.14340.0428鎳鈷錳酸鋰0.02710.0118磷酸錳鐵鋰0.13570.0419鎳鈷錳酸鋰0.02380.0044磷酸錳鐵鋰0.11690.05730.02350.02520.00570.14830.05430.02320.00630.14820.05130.02980.01840.16160.05030.02370.01060.14760.04280.02720.01100.13760.04330.01930.00610.14210.05250.02400.00570.14720.05460.02520.00570.14350.05080.02770.02050.15420.04910.02340.01240.15110.04380.02670.01130.14360.04430.01840.00610.14130.05560.02330.00490.14660.05460.02600.00820.15500.04460.02500.02050.15600.05190.02250.01390.14980.04360.02890.01170.14320.04450.01880.00730.14350.05660.02460.00470.14690.05510.02530.00800.15620.04620.02120.01840.14750.05110.02460.01490.14980.04430.02860.01170.13880.04470.01670.00830.14140.0514鈷酸鋰0.00640.14620.05530.02240.00900.15730.04720.02370.01800.16040.04700.02260.01110.14930.04380.02720.01130.14140.04420.01800.00550.14210.05841磷酸鐵鋰23456磷酸鐵鋰鈷酸鋰磷酸鐵鋰鈷酸鋰磷酸鐵鋰