国家标准计划《锂离子电池正极材料检测方法 第1部分:磁性异物含量的测定》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC4(全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会。
主要起草单位 北京当升材料科技股份有限公司 。
| 77 冶金 |
| 77.160 粉末冶金 |
1.标准项目的背景 近年来,用于手机、笔记本、数码相机中的锂离子电池爆炸伤人事件时有发生,锂离子电池的安全问题引起广泛关注,而用于交通工具的大型动力电池由于容量更高,出现安全问题的后果也更严重。
锂离子电池安全性能的一个重要的影响方面即是其电极材料中的磁性异物的存在。
磁性异物主要以Fe、Cr、Ni、Zn等单质或氧化物形式存在,在产品中均以ppb数量级存在,对电池造成不同程度的伤害,导致安全性降低。
如果含有过多磁性杂质,不仅会降低材料的比容量和能量密度,而且还会在电解液中溶解发生一系列副反应,导致锂离子电池的使用寿命、一致性和安全性能降低。
磁性杂质对锂离子电池自放电也有直接的影响,且磁性杂质含量与电池自放电率成正比,即磁性杂质含量越高的材料,其组成的锂离子电池自放电率越大。
对于锂离子电池正极材料中磁性异物的检测,目前行业内方法不一。
为准确测量锂离子电池正极材料中磁性异物含量,规范锂电材料及电池生产厂家的产品及原材料标准,亟需提出《锂离子电池正极材料检测方法 磁性异物含量的测定》。
2. 标准立项的目的和意义 首先,《有色金属工业发展规划(2016-2020)》中再次明确大力发展有色金属新能源材料的重要性,本标准中的检测方法为材料开发工作提供技术支持,也是落实国家政策、推动新能源材料研发工作的重要一环。
其次,质检总局、国家标准委、工业和信息化部联合发布的《装备制造业标准化和质量提升规划》文件中指出要进一步开展新能源汽车及动力电池领域标准化工作,制定电池相关零部件及战略前沿材料标准。
锂离子电池正极材料中的磁性异物包括Fe、Cr、Ni、Zn等磁性单质及化合物,对锂离子电池稳定性和安全性能影响很大。
随着电池厂商对电池安全意识提升,现在国内外客户已将正极材料产品中磁性异物含量列入产品质保书中,然而目前锂离子电池正极材料相关产品标准中并未给出正极材料中磁性异物测试方法,无法满足市场需求,这是提出制定《锂离子电池正极材料检测方法 磁性异物含量的测定》国家标准主要原因,希望通过制定该标准,满足材料供应商和电池厂商的商业需求,同时满足锂离子电池未来市场发展需求,为锂离子电池安全稳定使用保驾护航。
1 范围 本标准适用于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂、镍钴酸锂、磷酸亚铁锂、富锂锰基等锂离子电池正极材料中磁性异物含量测定。 2 主要技术内容 在除铁的环境中,用磁棒吸附聚乙烯瓶样品溶液中的磁性异物。吸附后的磁棒除去表面物料,然后用混合酸液溶解,并稀释至一定体积。将雾化溶液引入电感耦合等离子体发射光谱,测定Fe、Cr、Ni、Zn元素分析线的发射光强度,对比标准溶液得到的工作曲线,计算四种磁性异物在样品中的含量。步骤如下: (1)标准溶液配制 (2)仪器稳定性 (3)磁棒吸附磁性异物 (4)磁性异物与物料分离 (5)磁性异物的酸溶 (6)磁性异物溶液配置 (7)光谱测试 (8)结果计算