GB/T37201-2018
镍钴锰酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法
Electrochemicalperformancetestoflithiumnickelcobaltmanganeseoxide—Testmethodfordischargespecificcapacityandcharge-dischargecoulombicefficiencyofthefirstcycle
- 中国标准分类号（CCS）H21
- 国际标准分类号（ICS）77.160
- 实施日期2019-11-01
- 文件格式PDF
- 文本页数6页
- 文件大小480.83KB
以图片形式预览镍钴锰酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法
镍钴锰酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法
国家标准 GB/T37201一2018 镍钻孟酸锂电化学性能测试 首次放电比容量及首次充放电效率 测试方法 Electroehemiealperformaneetestoflithiumnickeleobaltmanganeseoxide- Testmethodfordischargespecificcapacityandcharge-dischargecouombic errieieneyofthefirstegyele 2018-12-28发布 2019-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/37201一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由有色金属工业协会提出
本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口
本标准起草单位:济宁市无界科技有限公司、广东邦普循环科技有限公司,天津国安盟固利新材料 科技股份有限公司、中伟新材料有限公司、四川科能锂电有限公司、格林美(无锡)能源材料有限公司,北 大先行科技产业有限公司、西安赛尔电子材料科技有限公司、湖南邦普循环科技有限公司、西北有色金 属研究院
本标准主要起草人李俊峰、蒋永善、余海军、,谢英豪、李长东、林若虚、周玉林、阁硕、任永志、 王一乔、岳波、许开华,徐世国、姜晓瑞、杨焕芳、冯庆,吴怡芳
GB/37201一2018 镍钻孟酸锂电化学性能测试 首次放电比容量及首次充放电效率 测试方法 范围 本标准规定了锂离子电池正极材料镍钻孟酸锂的首次放电比容量及首次充放电效率测试方法
本标准适用于锂离子电池正极材料镍钻孟酸锂首次放电比容量及首次充放电效率的测试
试剂和材料 2.1锂离子电池电解液:由六氟磷酸锂(LiPF)与混合碳酸酯基有机溶剂碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯 DMC,碳酸甲乙酯EMC体积比1:1;1)组成的锂离子电池电解液,水分<0.002%,游离酸(HF)< 0.005%,电导率(25)>7.0ms/cm 2.2乙醇;工业级
2.3异丙醇;分析纯
2.4聚四氟乙烯乳液黏结剂简称PTFE,电池级,固含量>60%
2.5聚偏二氟乙烯简称PVDF,分子式;夭CF-CH.,电池级,重均分子量>5×10',旋转黏度习 000mPas,水分<0.10%
6 2.6N-甲基毗咯烧酮;简称NMP,电池级,纯度>99.9%,水分<0.02%
2.7导电剂乙块黑或炭黑,D:1.0m一3.0m 2.8铝箱;厚度12m一20m. 2.9铝网.直轻41mm一15mm,厚度为0.3mm一0.5mm )mm一16.0mm,厚度为0.54mm一0.58mm. 2.10金属锂片直径140 0.2mm,孔率>90%,吸 2.1玻璃纤维隔膜,锂电池专用,直径16mm一内18mm,厚度为0.1 mm" 液率>500%
2.12锂离子电池隔膜;聚烯烙多孔膜,孔隙率35.0%~60.0%,透气率300s/100mL一700s/100mL， 平均孔径<1.0pm,直径16mm一声18mm,厚度9.0pm~32.0Mmm. 2.13弹簧支撑片;直径15.2mm一15.6mm,厚度为0.9mm一1.3mm 2.14垫片;直径15.3 mm一15.7mm,厚度为0.45mm一0.55mm
2.15扣式电池壳:由正极壳、负极壳组成
2.16无尘纸
仪器和设备 3.1电子天平:精确到0.0001g
3.2烘箱
3.3真空烘箱
3.4分散搅拌器
GB/T37201一2018 3.5锂电池极片小型涂布机 3.6对窑机:扣式锂电池专用
3.7极片冲片机:冲孔模具直径尺寸为10mm一13mm 3.8注液器;5mL 3.9缸气手套箱;水燕气、氧气含量均不大于0.0005%
3.10扣式电池封装机
3.11锂离子电池电化学性能测试仪:5V/5mA
3.12干燥器;内盛适当的干燥剂如变色硅胶、五氧化二磷等)
试验步骤 4.1原料预处理 4.1.1镍钻酸锂、导电剂2.7);放人烘箱(3.2)内,在250C一300C烘烤6h一8h进行干燥,置人干 燥器(3.12)中冷却至室温
4.1.2PVDF(2.5);放人烘箱(3.2)内,在80C90C烘烤4h一6h进行干燥
4.1.3玻璃纤维隔膜(2.11),弹簧支撑片(2.13),垫片(2.14),扣式电池正极壳(2.15);放人烘箱(3.2) 内,在110C~120C烘烤6h8h进行干燥
4.1.4铝网(2.9);用乙醉(2.2)反复洗涤3次后放人烘箱(3.2)内,在110~120C烘烤4h6h进行 干燥
4.1.5扣式电池负极壳放人烘箱(3.2)内,在50C一60C烘烤2h~3h进行干燥
4.2正极片制备 4.2.1醇性体系正极片制备 正极片制备时所用仪器、设备应清洁干净
将预处理的镍钻缸酸锂和导电剂(2.7),PTFE(2.4)(折 算成固含量)按质量比7:2:1的比例用电子天平(3.1)称取并放人烧杯中,再加人异丙醉(2.3)由于 异丙醇易挥发,加人的量只要满足调制为均匀的浆糊状态即可),用不锈钢药匙搅拌混匀,然后在对辗机 3.6)上反复碾压使异丙醇尽快挥发,直至碾压成厚度为0.l" 1~0.3mm,用烘箱(3.2)在200C220 mm一 mm13 0.3mmmm 烘烤10h15h,烘干后用极片冲片机(3.7)做成直径为10 mm、厚度为0.1lmm" n的 圆形正极片,称重后用对辐机(3.6)碾压到集流体铝网(2.9)上
对制备的正极片逐一计算每个极片中 镍钻酸锂的净重(m),编号并做记录
4.2.2油性体系正极片制备 4.2.2.1制备条件 油性体系正极片制备应在相对湿度<40.0%、温度20C~30C的环境条件下进行,所用仪器、设 备应清洁干净 4.2.2.2试剂和原料称取 称量应在相对湿度<40.0%、温度20一30" C的环境条件下进行,所用仪器,设备应清洁干燥
镍钻缸酸锂、导电剂2.7、PVDF(2.5)称取的总量为20.0g一200,0g,按其之间的质量分数分别为 8:1:1计算,用电子天平(3.1)称量;NMP的量应按与固体物总质量的30.0%50.0%计算,用电子天 平(3.1)称量
GB/37201一2018 4.2.2.3搅拌混合 4.2.2.3.1将称量的NMP(2.6)加人到分散搅拌器(3.4)下的烧杯中,逐步加人称量的PVDF(2.5)加 人PVDF时,可分成多份,溶解一份,再加下一份,逐份加人),进行分散搅拌直至完全溶解 4.2.2.3.2将称量的导电剂(2.7)加人分散搅拌器下的烧杯中进行混合搅拌,使各种物料均匀混合
4.2.2.3.3将称量的镍钻缸酸锂分次逐步加人分散搅拌器下的烧杯中进行混合搅拌,使各种物料均匀 混合
4.2.2.4涂覆 用锂电池极片小型涂布机(3.5)将搅拌混合后的正极浆料均匀涂覆在铝箱(2.8)的一面上,涂层的 厚度为1004m~160m
严格控制正极片涂覆制备过程,涂覆的厚度应一致
涂覆时的烘烤温度不 高于130C
将涂覆后的正极片放人真空烘箱(3.3)中,在110C120C烘烤8h~12h. 4.2.2.5正极片制备 将真空干燥后的正极片用对机碾压成厚度为60 m的极片(含铝箔)再用极片冲片机 丛ml10 (3.7)做成直径610mm一13mm的圆形正极片
对制备的正极片逐一称重并计算每个极片中镍钻缸 酸锂的净重(m),编号并做记录 4.3电池组装 电池组装应在相对湿度<40.0%、温度20C一30的环境条件下进行,所用仪器、设备应清洁 4.3.1 干净
4.3.2在氯气手套箱(3.9)中,以金属锂片(2.10)作为负极,用玻璃纤维隔膜(2.11)或锂离子电池隔膜 2.12)作为电池隔膜,以制备的正极片为正极,以锂离子电池电解液(2.1)为电解液,将它们组装成测试 电池,电池用扣式电池封装机(3.10)密封之后用无尘纸(2.16)擦拭干净,放置20nmin30min
4.3.3组装电池层叠顺序为:自下而上,依次为正极壳、正极片、玻璃纤维隔膜或锂离子电池隔膜、锂 片、垫片、弹簧支撑片、负极壳
组装电池步骤和要求 正极壳开口向上,平整的放于水平台面上 用错子将正极片置人正极壳,使其有铝网(或铝箱)的一面向下,与正极壳平面接触并平整的处 于正极壳正中; 用锻子放置两片玻璃纤维隔膜(2.11)或锂离子电池隔膜(2.12),使其完全覆盖正极片并居中; 用注液器(3.8)将电解液注人到电池正极壳中; 用锻子将锂片放置于隔膜正中间位置; 用子放置垫片和弹簧支撑片,并与锂片三者对齐居中; 用毁子放置负极壳覆盖在正极壳上 平移到扣式电池封装机上,扣压封装; 用无尘纸擦拭泄露在扣式电池壳外的电解液; 对组装的试验电池逐一编号并做记录
4.4电池测试 4.4.1试验电池的测试过程在相对湿度60.0%,温度25C士2C的环境下进行
4.4.2用每一块试验电池的正极片所含镍钻孟酸锂的净重乘以预估比容量计算出试验电池的容量和 充放电电流
4.4.3制作的试验电池用锂离子电池电化学性能测试仪(3.11)测试,充放电制度:0.2C电流充放电:电
GB/T37201一2018 池以0.2C恒定电流充电至4.2V,再恒压充电至电流小于0.01c限制时间30min),记录首次充电容 量(Q),静置5min,电池再以0.2C恒定电流放电至终止电压2.75V,记录首次放电容量(Qm 注，可根据镍钻酸锂的性能和测试要求分别将试验电池的充放电电流,充电限制电压和终止电压进行调整 结果计算与数据处理 首次放电比容量 5.1 镍钻孟酸锂的首次放电比容量按式(1)计算 QD 7 式中: 首次放电比容量,单位为毫安时每克(mA
h/g); 首次放电容量,单位为毫安时(mAh). Q1 -电池中活性物质镍钻缸酸锂的质量,单位为克(g)
nn 5.2首次充放电效率 镍钻缸酸锂的首次充放电效率按式(2)计算 Qa1 ×100% 2 Qa 式中: 首次充放电效率; Qem 首次充电容量,单位为毫安时(mAh) h
Qn -首次放电容量,单位为毫安时(mA 计算结果保留小数点后一位
6 试验报告 试验报告应包括以下内容 a)样品名称及批次; 测试结果; b 测试日期 c d)本标准中没有规定的各种操作; 可能影响测试结果的情况 e f 本标准编号
镍钴锰酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法GB/T37201-2018
随着新能源汽车逐渐普及，锂电池作为其主要动力来源得到了广泛应用。如何对锂电池进行性能评价是一个非常重要的问题。其中，放电比容量和充放电效率是锂电池的两个关键性能指标。
一、首次放电比容量测试方法
首次放电比容量是指电池在初始充满电状态下，放电至电压终止时所释放的电量与标称容量之比。该指标可以反映电池活性物质的储存量以及电池的性能稳定性。
GB/T37201-2018中规定的首次放电比容量测试方法包括以下步骤：
- 按照电池标称容量的10%~20%的电流进行恒流充电，直至电池电压达到4.2V±0.05V；
- 在电池静置30min后，按照标称容量的0.2C电流放电至电压终止（通常指电池电压降至2.75V）；
- 根据放电时所释放的电量和标称容量计算出首次放电比容量。
二、首次充放电效率测试方法
首次充放电效率是指电池在初始充满电状态下，经过一次充电和放电后，所得到的净电量与标称容量之比。该指标可以反映电池储能效率。
GB/T37201-2018中规定的首次充放电效率测试方法包括以下步骤：
- 按照电池标称容量的10%~20%的电流进行恒流充电，直至电池电压达到4.2V±0.05V；
- 在电池静置30min后，按照标称容量的0.2C电流放电至电压终止（通常指电池电压降至2.75V）；
- 记录充电所消耗的电量和放电所释放的电量，计算首次充放电效率。
以上就是镍钴锰酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法GB/T37201-2018的详细介绍。这些测试方法可以帮助生产厂家、研究机构等对锂电池进行准确的性能评价和质量控制。
