钠离子电池用正极材料磷酸钒钠.docx

ICS77.160CCSH01团 体准T/CNIAXXXXX-XXXX钠离子电池用正极材料磷酸钢钠SodiumvanadiumphosphateasacathodematerialforSodiumionbattery（讨论稿）20XX -XX-XX 发布2023年5月20XX-XX-XX实施中国有色金属工业协会中国有色金属学会本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国有色金属工业协会提出。本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本文件起草单位：湖北万润新能源科技股份有限公司等。本文件主要起草人：钠离子电池用正极材料磷酸钮钠1范围本文件规定了钠离子电池用正极材料磷酸钮钠的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和随行文件、订货单内容。本文件适用于钠离子电池用正极材料磷酸钢钠。2规范性引用文件文件。GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GT/T GB/T GB/T5314972411133190771958720123202522453330902下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本粉末冶金用粉末的取用方法化学试剂PH值测定通则石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定卡尔费休库仑滴定法粒度分析激光衍射法气体吸附BET法测定固态物质比表面积钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧红外吸收法（常规方法）钻酸锂锂离子电池石墨类负极材料无机化工产品杂质元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）JCPDS（00-53-0018）磷酸钮钠X射线粉末衍射标准图谱3术语和定义GB/T20252中界定的术语和定义适用于本文件。4技术要求1.1 化学成分产品的化学成分应符合表1的规定。表1化学成分%(质量分数)主元素含量Na13.515.5V19.022.0P18.5-20.5C1.72.3杂质元素含量Ca0.03Cu0.005Zn0.03Ni0.03Cr0.031.2 水分含量产品的水分含量应不大于0.15%。1.3 外观质量产品的外观应为灰黑色粉末，颜色均一，无硬结块。1.4 4压实密度产品的压实密度应不小于1.5gc3o1.5 粒度分布产品的粒度分布特征值应符合表2的要求。表2粒度分布要求DlO(um)<1D50(um)2-3.5D90(um)<15D99(urn)<201.6 6比表面积产品的比表面积应在20m17g30m2g(>1.7 PH值产品的PH值应在79。4. 8晶体结构产品的晶体结构应符合JCPDS标准(00-53-0018)。4.9电化学性能4.9.10.1C首次放电比容量产品在电压范围2V4V,0.1C充放电倍率条件下的首次放电比容量应不小于100mAhgo4.9.20.1C首次充放电效率产品在电压范围2V4V,0.1C充放电倍率条件下的首次充放电效率应不小于94%。4.9.3循环寿命产品在电压范围2V4V,IC充放电倍率条件下，放电容量达到首次循环放电容量的80%时，循环次数应不低于3000次。5试验方法5.1化学成分产品化学成分的测定按GB/T30902-2014的规定进行。其中C元素含量的测定按GB/T20123的规定进行。5.2水分含量产品水分含量的测定按GB/T11133的规定进行。5. 3外观质量产品的外观用目视检查。5.4 压实密度产品压实密度的测定按GB/T24533附录L的规定进行。5.5 粒度分布产品粒度分布的测定按GB/T19077的规定进行。5. 6比表面积产品比表面积的测定按GB/T19587的规定进行。5.7PH值产品PH值的测定按GB/T9724的规定进行。5. 8晶体结构产品的晶体结构用X射线粉末衍射仪检查。5.1 电化学性能产品电化学性能的测定按照附录A的规定进行。6检验规则5.2 查和验收5.2.1 品应由供方进行检验，保证产品质量符合本标准及订货单的规定。5.2.2 方可对收到的产品按照本文件的规定进行检验。如检验结果与本文件及订货单的规定不符时,应在收到产品之日起15日内以书面的形式向供方提出，由供需双方协商解决。如需仲裁，应由供需双方在需方共同取样或协商解决。5.3 批产品应成批提交验收，每批重量由供需双方协商确定。6. 3检验项目7. 3.1检验分类本标准规定的产品检验分为逐批检验和型式检验，检验分类和检验项目应符合表3的规定。表3检验分类和检验项目检验项目逐批检验型式检验化学成分7水分含量外观质量7压实密度V粒度分布比表面积PH值晶体结构首次放电比容量首次充放电效率循环寿命6.3.2逐批检验每批产品进行逐批检验。8. 3.3型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验。a）产品长期停产后恢复生产时；b）在正常生产情况下，每一个月应进行一次；c）检验结果与上次检验结果有较大误差时；d）当原材料、设备或生产工艺发生重大变化时；e）国家质量监督检验部门提出型式检验要求时。6.4取样方法产品的取样方法按GB/T5314的规定进行。6.5检验结果判定6. 5.1产品的化学成分、水分含量、压实密度、粒度分布、比表面积、PH值和晶体结构的检验中有一项不合格时，则从同一产品中加倍取样,对不合格项目进行重复检验，如仍有一个结果不合格时,则判该批为不合格。6.2.2 外观质量检验不合格，判该批产品不合格。6.2.3 按附录A规定的方法制成6支试验电池，任取其中3支电池做首次放电比容量和首次充放电效率的检验，若有2支性能达不到本标准要求，判不合格；但允许另取3支电池做重复试验，若有2支性能都达到本标准要求，判该批产品合格。6.2.4 按附录A规定的方法制成6支试验电池，任取其中3支电池做电池循环寿命的检验。若有2支性能达不到本标准要求，判不合格；但允许另取3支电池做重复试验若，有2支性能都达到本文件要求，判该批产品合格。7标志、包装、运输、贮存和随行文件7. 1标志产品包装上应注明：a）供方名称、商标、地址、电话；b）产品名称；D生产批号；g）净重；h）检验日期；i）本文件编号。7.2 包装经检验合格的产品按净重25kg为一包装单位（也可按合同约定包装单位）。内包装用复合铝塑袋真空包装，热塑密封后装入纸箱或纸桶中。特殊的包装要求由供需双方商定。7.3 运输、贮存产品运输、贮存时，应防止碰撞、受潮和活性化学物质的腐蚀。产品应储存在通风、干燥、阴凉的地方，应防潮、防雨淋。产品自生产之日起，在所要求包装条件下，保质期为2年。7.4 随行文件每批产品应附有随行文件，内容包括：a）供方名称、地址、电话；b）产品名称和型号：c）产品批号；d）净重；e）本文件编号；f）出厂日期（或包装日期）；g）产品检验报告；h）其它。8订货单内容订购本文件所列材料的订货单内应包括以下内容：a）产品名称；b）牌号；c）技术指标；d）重量或包数;e）本文件编号;f）其它。附录A（规范性）磷酸钢钠电化学性能测试方法A.1试剂和原料A.1.1电解液：1Inol/L六氟磷酸钠（NaPF6）与乙二醇二甲醛（DME）组成的钠离子电池电解液。A.1.2N一甲基毗咯烷酮（电池级）。A.1.3聚偏二氟乙烯（PVDF）oA.1.4乙焕黑。A.1.5厚度为10m-25UnI的铝箔。A.1.6厚度为0.10mm-0.25mm的金属钠片。A.1.7玻璃纤维隔膜（钠电池专用）。A.2正极片的制备在正极材料中磷酸锂钠的质量分数为85%95%,用乙焕黑作为导电剂，其质量分数2%10%,聚偏二氟乙烯（PVDF）为粘合剂，其质量分数为2%10%,质量精确到0.001g。正极片采用铝箔做集流体。将磷酸钮钠、乙快黑、PVDF和N一甲基毗咯烷酮搅拌调浆，将浆料均匀涂覆在铝箔上，100烘箱干燥，切成直径10三25丽、厚度为0.08mm0.12mm的电极片，电极片称重，质量精确到0.0001go严格控制混料和涂覆的工艺过程，被测极片面积、厚度要保持一致，避免这些因素影响测试结果。A.3电池的组装在水和氧气含量均W0.0005%的惰性气体手套箱中，以金属钠片作为负极材料，用玻璃纤维隔膜，1nolL六氟磷酸钠（NaPF6）与乙二醇二甲醛（DME）组成的钠离子电池电解液，将它们装配成试验电池，电池密封后，用钠离子电池电化学性能测试仪测试。A.4电池的测试A.4.1将制作的试验电池在25C条件下，在钠离子电池电化学性能测试仪上进行0.1C倍率电流充电-放电循环，电压范围2.0V4.0V。A.4.2将制作的试验电池在25C条件下，在钠离子电池电化学性能测试仪上进行IC倍率电流充电-放电循环，电压范围2.0V4.0V。A.5计算方法A.5.1首次放电比容量及首次充电比容量记录测试数据，计算磷酸锐钠的首次放电比容量和首次充放电效率。试样的首次放电比容量按式（A.1）计算：Qdo,i=i（A.D式中：Qdo一一以0IC倍率电流充放电时首次放电比容量，单位为亳安时每克（mAhg）；Cdoa一一以O.IC倍率电流充放电时首次放电容量，单位为毫安时（mAh）；m一一电池中活性物质磷酸锐钠的质量，单位为克（g）。试样的首次充电比容量按式（A.2）计算：QcoL誓（A2）式中：Qco.一一以OJC倍率电流充放电时首次充电比容量，单位为毫安时每克（mAhg）；CCOa一一以OJC倍率电流充放电时首次充电容量，单位为毫安时（InAh）；m一一电池中活性物质磷酸钮钠的质量，单位为克（g）。A.5.2首次充放电效率试样的首次充放电效率按式（A.2）计算：E=皿XloO（A.3）01Qcoi式中：Eoa首次充放电效率，（%）;QOO一一以0IC倍率电流充放电时首次放电比容量，单位为亳安时每克（InAhg）；Qco.一一以0IC倍率电流充放电时首次充电比容量，单位为毫安时每克（mAhg）；A.5.3循环寿命记录试验电池循环过程中不同循环次数下的充放电容量，其中，第1次循环放电至终止电压时的放电容量记为Qi,第n次循环放电至终止电压时的放电容量记为Qc磷酸铁锂第n次循环放电容量与第1次循环放电容量之比，按式（A.4）计算：n=鱼XloO（A.4）lnQl式中：n一一第11次循环放电容量与第1次循环放电容量比率，（）;Qn第n次循环放电容量，单位为亳安时（InAh）；Q1首次放电容量，单位为亳安时（mAh）。磷酸锂钠的循环寿命按以下方法确定：当%280%,%+<80%时的循环次数n,即为测试样品的循环寿命。