纳米磷酸铁锂

纳米磷酸铁锂

国家标准 GB/T33822一2017 纳 磷酸铁锂 Nanolithiumironphosphate 2017-05-31发布 2017-12-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/33822一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由科学院提出 本标准由全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会(SAC/TC279/sC1)归口 本标准起草单位:深圳市德方纳米科技股份有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司,河南科隆 新能源股份有限公司冶金工业信息标准研究院、佛山市德方纳米科技有限公司 本标准主要起草人:孔令涌、徐小明、程迪、戴石锋、尚伟丽谢爱亮、李晓俊、徐云军
GB/33822一2017 纳米磷酸铁锂 范围 本标准规定了纳米磷酸铁锂的术语和定义、技术要求、检测方法、检验规则、标志、包装,运输、贮存 和订货单内容 本标准适用于锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂的质量检验和产品验收 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T223.89钢铁及合金碳含量的测定管式炉内燃烧后气体容量法 GB/T1479.1金属粉末松装密度的测定第1部分:漏斗法 GB/T5162金属粉末振实密度的测定 GB/T5314粉末冶金用粉末取样方法 GB/T6283化工产品中水分含量的测定卡尔费休法(通用方法 GB/T6388运输包装收发货标志 6682分析实验室用水规格和试验方法 T GB GB/T18287移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范 GB/T19077粒度分布激光衍射法 GB/T19587气体吸附BET法测定固态物质比表面积 GB/T33828纳米磷酸铁锂中三价铁含量的测定方法 JCPD(40-1499)磷酸铁锂x射线粉末衍射标准图谱 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3. 松装密度apparemtdensity 粉末在规定条件下自由充满标准容器后所测得的堆积密度,即粉末松散填装时单位体积的质量 3.2 振实密度tapdensity 在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量 3.3 比表面积specificsurface 单位质量或体积粉末的表面积 1 JointCommitteeonPowderDiffraetionStandards粉末衍射标准联合委员会
GB/T33822一2017 3.4 体积电阻率volumeresistivity 表示物质电阻特性的物理量 3.5 pH值pHvalue 表示水溶液中酸碱性的特性 3.6 比容量speeifiecapacity 单位质量的活性物质在规定条件下充电或者放电的电化学容量 3.7 库仑效率eowlombieetieteey 活性物质在规定条件下首次放电容量与充电容量的百分比率 3.8 倍率性能rateperformanee 活性物质在规定条件下充电,以不同电流放电的性能 3.9 循环性能cycleperformanee 活性物质在规定条件下充放电循环100次后,放电容量与初次放电容量的百分比率 3.10 eraturedischan 高温放电性能high-temm u"geperformune R 活性物质在55笔士2C温度下,按规定进行存储后的放电性能 3.11 高温循环性能high-temperatureeyeleperformanee 活性物质在55C士2C温度下,按规定进行循环放电的性能 3.12 低温放电性能low-temperaturedischargeperformanee 活性物质在一10C士2C温度下,按规定进行存储后的放电性能 技术要求 4.1外观 产品外观一般为灰黑色粉末,颜色均一,无结块 4.2化学成分 4.2.1产品的化学成分应符合表1的规定 表 纳米磷酸铁锂化学成分 1 化学成分 含量/% Fe 34.0士2.0 主含量 19.5士1.5 I 4.3士0.3
GB/33822一2017 表1(续》 含量/% 化学成分 杂质含量 s0. 5.0 S0. 水分 因需要掺杂的元素如Mg,Mn等不能视为杂质 4.2.2磁性物质和三价铁含量应由供方提供数值 由于生产工艺的多样性,产品中可能含有Cu.Mn等元素,其中限用物质要符合相关法律法规的 4.2.3 要求，掺杂元素含量应由供需双方协商确定 4.3物理性能 4.3.1电镜平均粒径 供方应提供产品的电镜平均粒径分布图并附带电镜图,电镜平均粒径应小于100nm 4.3.2二次团聚颗粒粒度分布 供方应提供产品二次团聚颗粒粒径分布图,其中D,应小于40Am 4.3.3晶体结构 产品晶体结构应为橄榄石型结构,空间群为Pma XRD谱图典型特征应符合JCPDS(40-1499) 4.3.4松装密度 产品的松装密度应不小于0.2g/cm 4.3.5振实密度 产品的振实密度应不小于0.5g/cm 4.3.6比表面积 产品的比表面积应不大于30m'/g 4.3.7体积电阻率 产品的体积电阻率应不大于40Qcm 4.4pH值 产品的pH值应在7.0~11.0范围内 4.5金属离子溶出率 产品按5.5的规定测得的金属离子溶出率应不大于50mg/kg 4.6模拟电池电化学性能 4.6.1首次放电比容量 产品按5.6.1的规定,模拟电池0.1C首次放电比容量应不小于l60mAh/g
GB/T33822一2017 4.6.2库仑效率 产品按5.6.2的规定,模拟电池0.1C库仑效率应不小于94% 4.6.3倍率性能 产品按5.6.3的规定,模拟电池1C放电比容量应不低于0.1C放电比容量的90% 4.6.4循环性能 产品按5.6.4的规定,模拟电池充放电循环100次,第100次的放电比容量应不低于首次放电比容 量的95% 4.6.5高温放电性能 产品在55C士2C温度下,模拟电池按5.6.5的规定搁置2h后,进行0.2C放电,放电比容量应不 低于23C士2C温度下首次放电比容量的100% 4.6.6高温循环性能 产品在55士2温度下,模拟电池按5.6.6的规定,以0.2C进行充放电循环100次,第100次的 放电比容量应不低于55C士2C温度下首次循环放电比容量的95% 4.6.7低温放电性能 产品在一10C士2温度下,模拟电池按5.6.7的规定搁置4h后,进行0.2C放电,放电比容量应 不低于23C士2C温度下首次放电比容量的80% 5 检测方法 5.1外观 产品外观用目视法检查 5.2化学成分 5.2.1铁含量的测定按照附录A的规定进行 5.2.2三价铁含量的测定按照国家标准GB/T33828的规定进行 5.2.3磷含量的测定按照附录B的规定进行 5.2.4锂含量的测定按照附录C的规定进行 5.2.5杂质含量的测定按照附录C的规定进行 5.2.6碳含量的测定按照GB/T223.69的规定进行 5.2.7 水分的测定按照GB/T6283的规定进行 5.3物理性能 5.3.1电镜平均粒径 取纳米磷酸铁锂试样,以水和乙醇的混合液体(1+1)作溶剂,经超声波振荡仪分散后,取1滴 2滴滴于制样薄膜上,置于电子显微镜的样品台上,在约1万~10万放大倍数下,选择颗粒明显、均匀和 集中的区域,用照相机摄下电子显微镜图 在照片上用纳米标尺测量不少于100个颗粒中每个颗粒的
GB/33822一2017 长径和短径,取算术平均值,可用计算机软件进行统计处理 平均粒径D按式(1)计算 习.(d十d., D= 2n 式中 颗粒的长径,单位为纳米(nm); d d -颗粒的短径,单位为纳米(nm); 量取颗粒的个数 5.3.2 二次团聚颗粒粒度分布 产品二次团聚颗粒粒度分布的测定按照GB/T19077的规定进行 5.3.3晶体结构 产品的晶体结构用x射线粉末衍射仪检测 5.3.4松装密度 产品松装密度的测定按照GB/T1479.1的规定进行 5.3.5振实密度 产品振实度的测定按照GB/T5162的规定进行 5.3.6比表面积 产品比表面积的测定按照GB/T19587的规定进行 5.3.7体积电阻率 产品体积电阻率的测定按照附录D的规定进行 5.4pH值 产品pH值的测定按照附录E的规定进行 5.5金属离子溶出率 产品的金属离子溶出率按照附录F的规定进行 5.6模拟电池电化学性能 5.6.1首次放电比容量 产品首次放电比容量的测定按照附录G中G.5.1的规定进行 5.6.2库仑效率 产品库仑效率的测定按照G.5.2的规定进行 5.6.3倍率性能 产品倍率性能的测定按照G.5.3的规定进行
GB/T33822一2017 5.6.4循环性能 产品循环性能的测定按照G.5.4的规定进行 5.6.5高温放电性能 产品高温放电性能的测定按照G.5.5的规定进行 5.6.6高温循环性能 产品高温循环性能的测定按照G.5.6的规定进行 5.6.7低温放电性能 产品低温放电性能的测定按照G.5.7的规定进行 6 检验规则 6.1检查和验收 6.1.1产品应由供方质量监督部门进行检验,保证产品质量符合本标准或订货合同的规定,并填写质 量证明书 6.1.2需方可按照本标准的规定对所收到的产品进行验收,验收应在货到之日算起的1个月内进行 如有异议时,应以备用样重新检验,如仍有争议由第三方检测机构仲裁 6.2组批 产品应成批提交验收,每批重量不超过5t 6.3检验项目 6.3.1检验分类 本标准规定的产品检验分为: a 逐批检验; 周期检验 b 6.3.2逐批检验 每批产品进行逐批检验 6.3.3周期检验 周期检验在正常生产情况下,每半年进行1次 当原材料或生产工艺发生重大变化时或长期停产 后恢复生产时应进行周期检验 6.3.4逐批检验和周期检验的项目及取样数量 逐批检验和周期检验的项目及取样数量见表2
GB/33822一2017 表2逐批检验和周期检验的项目及数量 检验项目 取样数量 要求的章条号 试验方法章条号 检验类别 逐批检验 外观 逐包 4.l 5.l 5.2 化学成分 每批1份 逐批检验 4.2 二次团聚颗粒粒度分布 每批5份 4.3.2 5.3.2 逐批检验 松装密度 4.3.4 5.3.4 逐批检验 每批3份 振实密度 每批3份 4.3.5 5.3.5 逐批检验 比表面积 每批3份 4.3.6 5.3.6 逐批检验 体积电阻率 每批3份 4.3.7 5.3. 逐批检验 pH值 每批3份 逐批检验 4.4 5,4 4.5 5.5 金属离子溶出率 每批3份 逐批检验 4.6.1 5,6.1 首次放电比容量 逐批检验 每批3份 库仑效率 4.6.2 5,6.2 逐批检验 每批3份 电镜平均粒径 每批5份 4.3.1 5.3.1 周期检验 晶体结构 每批3份 4.3.3 5.3.3 周期检验 每批3份 周期检验 倍率性能 4.6.3 5.6.3 周期检验 循环性能 每批3份 4.6.4 5,6.4 高温放电性能 每批3份 周期检验 4.6.5 5.6.5 4.6.6 5,6,6 高温循环性能 每批3份 周期检验 低温放电性能 每批3份 4.6." 5,6.7 周期检验 6.4取样方法 产品的取样方法拨GB/T5a11的规定进行 6.5检验结果判定 6.5.1产品的外观检验不合格时,判定该批产品不合格 6.5.2产品的化学成分、电镜平均粒径、二次团聚颗粒粒度分布D、晶体结构、松装密度、振实密度、 比表面积、体积电阻率,pH值和金属离子溶出率的检验中有一项不合格,判定该批产品不合格 6.5.3模拟电池首次放电比容量、库仑效率、循环性能、倍率性能、高温放电性能、高温循环性能和低温 放电性能的检验,按附录G规定的方法制成6支模拟电池,取3支进行电池试验,另外3支备用 如果 有1支性能达到本标准要求,判定该批产品合格;如果没有一支达到本标准要求,用备份的3支电池重 新进行试验,如果同样没有1支性能都达到本标准要求,判定该批产品不合格 6.6复验 检验结果如有一项不符合本标准要求时,则应重新自两倍量的包装袋中采样进行复验 复验结果 若有任一项指标不符合本标准要求,则判定该批产品不合格 因需方管理不善而造成检验结果不合格时,应由需方负责
GB/T33822一2017 包装、标志,运输、贮存 7.1包装和标志 7.1.1经检验合格的产品按20kg或25kg为一包装单位 内包装用铝塑包装袋包装,热塑密封后装 人外包装纸桶或塑料桶中 铝塑包装表面不作标志,外包装纸桶或塑料桶上应贴有合格证,其上标明但 不仅限于以下内容: a 本标准编号; b 产品名称; c 批号; d 公司商标及名称; 净重; e f 生产日期和检验日期; 检验人员姓名或代码 g 注也可以根据客户需求进行包装和标志设计 7.1.2每批产品应附有质量证明书,其上注明但不仅限于以下内容: 本标准编号; a 供方名称、地址、电话、传真 b e 产品名称; 批号; d e 净重和件数; fD 分析检测结果和技术监督部门印记; 出厂日期 8 7.2运输和贮存 7.2.1产品运输标识应符合GB/T6388中运输包装收发货标志的规定 7.2.2产品适合在普通正常环境温度下,温度<45笔、相对湿度<30%储存,仓库应保持通风、干燥 产品自生产之日起,在所要求的包装、储存条件下,保质期为2年 7.2.3产品堆放应整齐、清洁,注册商标、生产批号等标志应清晰辨认,严禁重压 7.2.4避免与可使产品变质或使包装袋损坏的物品混存、混运 7.2.5贮存和运输过程中应保证产品的包装清洁和不破损,凡漏出包外的产品,不得返人包内 8 订货单内容 本标准所列材料的订货单内容包括但不仅限于以下内容 a) 本标准编号; b) 产品名称; 规格型号或相关技术要求 c d 数量 交货日期; e 其他相关信息 f
GB/33822一2017 附 录 A 规范性附录) 纳米磷酸铁锂化学分析方法;铁含量的测定电位滴定法 A.1范围 本附录规定了锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂中铁含量(25%70%)的测定方法 A.2方法提要 在盐酸溶液中,用氯化亚锡将三价铁还原成二价铁,再加硫酸/磷酸混酸,以重铬酸钾标准溶液为滴 定剂,采用电位滴定仪进行滴定测试 A.3试剂 A.3.1盐酸(1十1 A.3.2硫酸/磷酸混酸;将150mL硫酸慢慢地加人500ml去离子水中,冷却后加人150mL，磷酸,用 去离子水稀释至1L,混匀 A.3.3氯化亚锡溶液(100g/L);称取10氯化亚锡溶于10mL盐酸(1十1)中,用去离子水稀释至 00ml,若溶液浑浊则需过滤 A.3.4重铬酸钾标准溶液[e(1/6K,Cr,.O,)=0.0500nmol/1];称取2.4518g预先在150C干燥1h的 基准试剂重铬酸钾于250mL烧杯中,以少量去离子水溶解后移人1I容量瓶中定容 A.4仪器 -体式电位滴定仪、铂金电池,参数见表A.1 表A.1铂金电池参数 最小增量 信号漂 滴定剂 测量密度 停止等当点个数 加液速度 mV/min 重铬酸钾标准 最快 10 26 溶液 A.5试样处理 A.5.1纳米磷酸铁锂试样应事先在1l0C士5C温度下干燥3h,并置于干燥器中冷却至室温 A.5.2称取1.2500g试样于250ml玻璃烧杯中,加少量去离子水浸润试样后,加人浓盐酸30ml,盖 上保鲜膜放置30min左右,将试样置于加热电炉中加热微沸30min. A.5.3冷却后使用抽滤器抽滤,充分洗涤后,将滤瓶中滤液转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀
GB/T33822一2017 后得到纳米磷酸铁锂储液 A.6分析步骤 A.6.1移取10ml纳米磷酸铁锂储液于100mL烧杯中,加20ml盐酸,逐滴加人氯化亚锡溶液至溶 液黄色消失后再过量1滴一2滴,冷却至室温 A.6.2加人6ml硫酸/磷酸混酸溶液,然后用电位滴定仪进行滴定测试 结果分析 由测试仪器自动给出测试结果 A.8允许差 实验室间分析结果的差值应不大于表A.2所列差值 表A.2铁含量允许差值 铁含量/% 允许差/% 34.0 2.0 0
GB/33822一2017 附 录B 规范性附录 纳米磷酸铁锂化学分析方法;磷含量的测定- -隆钼柠酮重量法 B.1范围 本附录规定了锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂中磷含量(>5%)的测定方法 B.2方法提要 在酸性介质中,含磷溶液中的磷酸根离子和唾钼柠酮试剂生成黄色的磷钼酸呤啾沉淀,过滤、洗涤、 干燥和称量,所得沉淀的量换算为磷含量 B.3试剂 B.3.1硝酸(1+1) B.3.2钼柠酮试剂 溶液A:70g钼酸钠溶解在加有100ml去离子水的400ml烧杯中; 溶液B,60只柠檬酸溶解在加有100ml去离子水的1000ml烧杯中,再加浓硝酸85mL; 溶液C;将游液A加到游液B中,混匀 溶液D.将35mL浓硝酸和100mL去离子水在400mL烧杯中混合,加人5mL瞠咻 溶液E.将溶液D加到溶液C中,混匀,避光静置24h后,用滤纸过滤,滤液中加人280mL丙酮 用去离子水稀释至10o0mL.溶液贮存在聚乙烯瓶中,置于暗处,避光避热 B.4仪器 恒温干燥箱;可实现180C士2C程控恒温 B.4.1 B.4.2G4玻璃砂芯漏斗;直径60mm B.4.3真空泵 B.5试样处理 同A.5 B.6分析步骤 B.6.1移取50ml纳米磷酸铁锂储液于500mL烧杯中,加10m硝酸(1十1)溶液,用去离子水稀释 至100mL,加热微沸,加人50m钼柠酮试剂溶液E),盖上表面皿,在电热板微沸1min或在近沸 水浴中保温至沉淀分层,取出冷却至室温,冷却过程中转动烧杯3次一4次 B.6.2用预先洗涤过且在180C士2C下干燥至恒重的玻璃砂芯漏斗抽滤,将上层滤液滤掉,然后以倾 泻法洗涤沉淀1次~2次,每次用去离子水25mL,将沉淀转移到滤器中,再用水继续洗涤,所用去离子 1
GB/T33822一2017 水共125ml~150mL 将滤器与沉淀置于180C士2C的干燥箱内,待温度达到180C后干燥 45 min,转人干燥器中冷却至室温,称量沉淀的重量为mi B.6.3空白试验:在测定的同时,按同样的操作步骤,同样的试剂用量,但不含试样进行空白试验 取 平行测定结果的算数平均值为空白试验值,空白试验测得磷钼酸呸琳沉淀的质量为m2 B.7 结果计算 磷含量质量分数u(P)%)按式(B.1)计算: m一m×0.013998 ×100% wu((P (B.1 m×V 式中 磷钼酸唾琳沉淀的质量,精确至0.1,单位为毫克(mg); m -空白试验测得磷钼酸唾琳沉淀的质量,精确至0.1,单位为毫克(mg); m" -A.5.2中称取的纳米磷酸铁锂质量,精确至0.1,单位为毫克(mg) -从纳米磷酸铁锂储液中移取溶液的体积,单位为毫升mL); V -A.5.3中纳米磷酸铁锂储液的总体积,单位为毫升(mL); 0.013998 磷钼酸唾琳质量换算为磷的质量的系数 B.8允许差 实验室间分析结果的差值应不大于表B.1所列差值 表B.1磷含量允许差值 磷含量/9% 允许差/% 19.5 12
GB/33822一2017 附录 C 规范性附录) 纳米磷酸铁锂化学分析方法;锂、镍、,铜、锌、猛,铭铁、钙,纳 钾含量的测定 -电感耦合等离子体发射光谱法 范围 本附录规定了锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂中锂,镍、铜锌、钮、铬、镁、钙,钠、钾含量的测定 方法 C.2方法提要 试样经盐酸溶解后,用电感耦合等离子体发射光谐法测定其中锂(L)镍(Ni),铜(Cu),锋(Zn) 钮(Mn),铬(Cr)、镁Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)含量 C.3试剂 C.3.1 盐酸(1+1) C3.2Li,Ni,Cu,Zn,Mn、G C r、 M Mg,Ca,Na,K标准贮存溶液;国家标准溶液,浓度为10004g/mL c.3.3标准溶液 Ni,Cu、Zn,Mn、Cr,MgCa,Na,K标准溶液浓度为04g/mL.0.5g/mL.l.0g/mL.2.04g/mL 由标准贮存液(C.3.2)逐级稀释而得到 Li标准溶液浓度为04g/mL、,254g/ml、50g/ml、75g/mL,采用基体匹配法进行制备 分别称取4份0.3736的FePO2H.o(优级纯)于100mL烧杯中,加人20mL盐酸(1十 l),低温加热溶解,分别移人200mL容量瓶中,移取0ml5ml、10ml,15mL锂标准贮存 溶液于容量瓶中,用蒸榴水稀释至刻度,摇匀 C.4仪器 等离子体发射光谱仪测定Li、Ni,Cu,Zn,Mg,Cr,Ca,Na,K,Mn等元素含量的仪器参考工作条件、 参数见表C.1 表C.1等离子体发射光谱仪参考工作条件 功率 分析谱线波长 等离子体流量 辅助气流量 雾化压 元素名称 lw mm l/min L/min kPa 15 Na 589.592 1. 15 240 K 15 766.491 1. 1.5 240 Mn 257.610 1. 15 1.5 240 Cu 223.009 1. 15 1.5 240 13
GB/T33822一2017 表c.1(续 分析谱线波长 功率 等离子体流量 辅助气流量 雾化压 元素名称 kW l/min L/min kPa mm 396.847 15 1.5 240o C 1. 15 240 279.553 1.5 Mg Ni 216.555 1. 15 1.5 240 Zn 202.548 1.1 15 1.5 240 C 267.716 1.1 15 1.5 240 L 670.783 1.l 15 1.5 240 C.5试样处理 称取3g5g试样,试样处理同A.5中处理方法 C.6分析步骤 c.6.1按照C.5将试样处理完成 c.6.2调试好等离子体发射光谱仪及其附件的各种测量条件,将试液与标准溶液同时进行等离子体光 谱测定 结果分析 根据标准溶液的强度值,由计算机绘制工作曲线并计算出所测元素的质量分数 C.8允许差 实验室间分析结果的差值应不大于表C.2所列差值 表C.2锂含量允许差值 Li含量/% 允许差/% 4.3 0.3 14
GB/33822一2017 附 录 D 规范性附录 体积电阻率 D.1范围 本附录规定了锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂的电阻率测试方法 D.2试剂 D.2.1纳米磷酸铁锂试样 D.2.2无水乙醇 D.3仪器 D.3.1便携式四探针电阻率测试仪 D.3.2粉末压片机 D.4分析步骤 D.4.1压片;称取1.00g试样,装人压片机压片磨具中,用压片机进行压片,直径1.3cm,在10MPa的 tmin2min 压力下保持1" 1,然后放开油阀泄压,取下模具 D4.2仪器校准打开电阻率测试仪电源,电流挡开关置于"1mA",“p/R"挡置于“p",“校准/测量"挡 选取“校准”挡,将用无水乙醇擦拭干净的四探针头垂直压在片状试样上,调节粗/细调旋钮使屏幕显示 62.8 D,4.3测量;将“校准/测量”挡调至“测量”挡,屏幕显示数值即为试样的电阻率值,单位为Q cm 15
GB/T33822一2017 录 附 规范性附录) pH 值 E.1范围 本附录规定了锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂的pH值测试方法 E.2方法提要 将纳米磷酸铁锂粉末溶于无二氧化碳蒸馏水中,磁力搅拌半小时,静置半小时,取上清液运用pH 计测定其pH值 E.3试剂 无二氧化碳蒸水 E.4仪器 E.4.1锥形瓶 E.4.2pH计 E.4.3天平(精确度不低于0.01g). E.5分析步骤 E.5.1称量10.00g试样于锥形瓶中,放人90nL的无二氧化碳蒸僧水,放人搅拌子,将锥形瓶封口,在 磁力搅拌器上搅拌半小时 E.5.2搅拌完成后静置半小时,取上清液 E.5.3期间按操作说明对pH计进行校准,搅拌完后立即测试试样浆液pH值 E.6结果的表示 读取测试值,精确到0,.1 16
GB/33822一2017 附录 F 规范性附录 金属离子溶出率 F.1范围 本附录规定了锂离子电池正极材料纳米磷酸铁锂的金属离子溶出率测试方法 F.2方法提要 将约5g纳米磷酸铁锂试样溶于50ml.纯水中,静置4h,过滤后,于100mL容量瓶定容,进行电 感合等离子体发射光谱测试 纯水中每个试样做一个空白对照试验和平行试验 F.3试剂及材料 F.3.1中速或慢速定量滤纸 F3.2纯水;应符合GB/T6682中二级水或三级水的要求 F.3.3保鲜膜 F.3.4橡皮筋 F.4仪器与设备 F.4.1电感合等离子体发射光谱仪或等同性能的仪器 F.4.2微波消解仪或加热板:工作温度>180C F.43样品罐:与微波消解仪配套 F.4.4分析天平:感量为0.0001g F.4.5玻璃烧杯规格为50mL nmm90mm1. F.4.6玻璃漏斗;规格为75 F.4.7 量筒:规格为50mL F.4.8容量瓶;规格为100ml F.4.9通风橱 F.5试样的处理 分别称取2份约5《的纳米磷酸铁锂试样,做好标记. F.5.1 F5.2将称好的试样分别溶于50mL纯水中,密封好,静置70h F.5.3试样分别过滤后,于100mL容量瓶中定容、密封 F.5.4用电感耦合等离子体发射光谱法对过滤溶液进行Fe,Mg、Mn及Cr浓度测定 F.5.5空白试验与试样同时进行,加人试剂、纯水均来源相同 17
GB/T33822一2017 F.6分析步骤 在选定的最佳工作条件下,待光源稳定后,将空白、标准溶液依次吸人,制定标准曲线,然后再将制 备的试样以同样的方法直接测定 由于谱线干扰少,因此采用直接干扰校正法(IEC)进行背景校正 F.7结果计算与数据处理 离子浓度按式(F.1)计算 ×V 、c M=习M，=习 F.1) n 式中 M 试样中所有待测离子x(工=Fe,Mg,Mn,Cr)总的质量分数,单位为毫克每千克(mg/kg) M 试样中待测离子z(工=Fe,Mg,Mn,Cr)的质量分数,单位为毫克每千克(mg/kg); 测定试样中的待测离子的浓度,单位为毫克每升(mg/L); 试样的定容体积,单位为毫升(ml); 称取试样量,单位为克(g). m F.8试验报告 报告包括但不仅限于以下内容: a 生产批号、测试时间、测试地点、测试人员及测试使用仪器型号等， 分析结果及表示方法; b 测试中出现的异常现象 c 测试中未按本附录的操作步骤或是自由选择的试脸条件 d 18
GB/33822一2017 附录G 规范性附录) 纳米磷酸铁锂模拟电池测试 G.1范围 本附录规定了纳米磷酸铁锂模拟电池的首次放电比容量、库仑效率倍率性能、循环性能、高温放电 性能、高温循环性能和低温放电性能的测试方法 G.2试剂及材料 G.2.1六氟磷酸锂(LiPF.);电池级 G.2.2碳酸乙烯酯(EC);电池级 G.2.3碳酸二乙酯(DEC);电池级 G.2.4N-甲基毗咯婉剩(NMP);电池级 G.2.5聚偏二氟乙烯(PVDF) G.2.6导电剂:Super-P G.2.7铝箱:厚度为10pm25m. mm0.25mm. G.2.8金属锂片;厚度为0.10 G.2.9聚丙烯微孔隔膜;锂电池专用 G.3正极片的制备 在正极材料中纳米磷酸铁锂的质量分数为92%95%,Super-P作为导电剂,其质量分数1% 3%，PVDF为粘合剂,其质量分数为3%5%,质量精确到0.001g 正极片采用铝箱作集流体 将纳 米磷酸铁锂、Super-P,PVDF和NMP搅拌调浆,将浆料均匀涂覆在铝箔上,125C烘箱干燥,切成直径 5mm,厚度为0.06mm~0.07mm的电极片,电极片称重,质量精确到0.0001g 极片的压实密度范 围为2.0g/enm'一2.4g/enm' 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 G.4电池的组装 在水和氧气含量都小于或等于5×10-"的惰性气体手套箱中,以金属锂片作为负极材料,用聚丙烯 微孔薄膜作为隔膜,以1mol/L.的liPF/EC+DEC)质量比(1;1)为电解液,将它们装配成模拟电 池,电池密封后,用锂离子电池电化学性能测试仪测试 G.5方法提要 G.5.1首次放电比容量 模拟电池在23C士2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程测试出的模拟电池首次放电 19
GB/T33822一2017 比容量 G.5.2库仑效率 模拟电池在23C士2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程进行测试,测试出的模拟电 池首次放电比容量除以首次充电比容量得到库仑效率 G.5.3倍率性能 模拟电池在23C士2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程进行测试,模拟电池在1c 倍率放电电流下的放电比容量和0.1C倍率放电电流下的放电比容量的比值 G.5.4循环性能 模拟电池在23C士2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程对模拟电池进行1C充放电 循环100次,得出第100次循环放电比容量与首次循环放电比容量的比值 G.5.5高温放电性能 模拟电池在23C士2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程将模拟电池0.2C充放电,选 取正常电池,再以0.2C充至限制电压3.8V,改为0.05C恒压充,直到充电电流小于或等于0.02C电 流值,停止充电,将模拟电池放人55C士2C的高温箱中恒温2h,以0.2C放电至终止电压2V,放电 终止,得出放电比容量与23C士2C的条件下0.2C放电比容量的比值 G.5.6高温循环性能 模拟电池在23C士2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程将模拟电池0.2C充放电,高 温箱中55C土2恒温2h后,以1C充放,循环100次,得出55C士2C温度下第100次循环放电比 容量与首次循环放电比容量的比值 G.5.7低温放电性能 模拟电池在23C土2C的条件下,按照电池充放电测试仪器操作规程将模拟电池0.2C充放电,选 取正常电池,再以0.2C充至限制电压3.8V,改为0.05C恒压充,直到充电电流小于或等于0.02c电 流值,停止充电,将模拟电池放人一10C士2C的低温箱中恒温4h,以0.2C放电至终止电压2V,放电 终止,得出放电比容量与23C士2C的条件下0.,2C放电比容量的比值 G.6分析步骤 将模拟电池在锂离子电池电化学性能测试仪,电流精度:0.1%RD+0.1%FS;电压精度:0.1%RD-+ 0.1%FS或其他同等性能的测试设备上按照GB/T18287中关于充放电方法的规定进行充电一放电循 计算多只模拟电池数据平均值 放电比容量和库仑效率的测试条件如下;充放电倍率为0.2C,电 环 压范围为2.0V3.8V G.7结果计算与数据处理 G.7.1首次放电比容量和库仑效率 纳米磷酸铁锂的首次放电比容量和库仑效率分别按式(G.l),式(G.2)和式(G.3)计算 20
GB/33822一2017 Co3 .2,ch Q. G.1 a,2h 7 C.d心 Qw2,d 1 Q点 E ×100% G.3 Q. a.2,d 式中: 以0.2c倍率电流充放电时首次充电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g); Q02.d C -以0.2C倍率电流充放电时首次充电容量,单位为毫安时(m.Ah) 0.2,cte -活性物质质量,单位为毫克(mg); n 以0.2C倍率电流充放电时首次放电比容量,单位为毫安时每克(m.Ah/g) Q 2o.2,de -以0.2C倍率电流充放电时首次放电容量,单位为毫安时(mAh); C0.2,dis E 库仑效率,以%表示 G.7.2倍率性能 纳米磷酸铁锂的倍率性能按式(G.4)计算 Q ×l00% G.4 7= Qo. 式中 -1C倍率电流充放电时放电比容量与0.1C倍率电流充放电时放电比容量的比率,用% 表示; -以1C倍率电流充放电时放电比容量,单位为毫安时每克(m.Ah/g) Q -以0.1c倍率电流充放电时放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g) Qa G.7.3循环性能 纳米磷酸铁锂的充放电循环性能按式(G.5)计算 Qe ×100% G.5 1= Q 式中: 第100次循环放电比容量与第1次循环放电比容量比率,以%表示 Q第100次1C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g); Q -首次1C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh /g) G.7.4高温放电性能 纳米磷酸铁锂的高温放电性能按式(G.6)计算 Q ×100% G.6 Q 式中: -55C士2C条件下0.2C放电比容量与23C士2C条件下0.2C放电比容量比率,用% 表示; 5C士2C条件下0.2C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g): Q5 23C士2C条件下首次0.2C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g) Q3 G.7.5高温循环性能 纳米磷酸铁锂的高温循环性能按式(G.7)计算 21
GB/T33822一2017 Q 100,55 ×100% (G.7 Q.5 式中 -55C士2C条件下第100次循环放电比容量与第1次循环放电比容量比率,用% 表示: -55C士2C条件下第100次1C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g); Q0,55 -55C士2C条件下首次1C放电比容量,单位为毫安时每克(m.Ah/g) Q.55t G.7.6低温放电性能 纳米磷酸铁锂的低温放电性能按式(G.8)计算 nc×100% G.8 Q 式中 -10C士2C条件下0.2C放电比容量与23C士2C条件下0.2C放电比容量比率， 用%表示 0C士2C条件下首次0.2C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g); Q -10c Q 23C士2C条件下首次0.2C放电比容量,单位为毫安时每克(mAh/g) e3 G.8试验报告 报告包括但不仅限于以下内容: a 生产批号、测试时间、测试地点、测试人员及测试使用仪器型号等 b 分析结果及表示方法; 在测定中出现的异常现象; c d 测试中未按本附录的操作步骤或是自由选择的试验条件 22

纳米磷酸铁锂GB/T33822-2017解读

随着电动汽车的快速发展，新能源汽车市场需求不断增加。而作为电动汽车重要组成部分的动力电池，则需要具备高能量密度、长寿命、安全性好等特点。纳米磷酸铁锂正是符合这些要求的一种材料。

GB/T33822-2017标准中，针对纳米磷酸铁锂的规定较为详细。首先，在材料的名称和表示中，标准规定了“纳米磷酸铁锂”应当包括粒径在100纳米以下的纳米颗粒。

其次，在物理性能方面，标准规定了纳米磷酸铁锂的比表面积应大于0.1 m2/g，且平均晶粒尺寸应小于100 nm。

在化学性能方面，标准规定了纳米磷酸铁锂的化学成分、PH值、溶液中金属离子含量等指标。

除此之外，标准还规定了纳米磷酸铁锂在新能源汽车动力电池中的应用要求，包括其在电池制备过程中的使用方法、使用比例等。

总的来说，GB/T33822-2017标准对于纳米磷酸铁锂的规范性较高，为该材料在新能源汽车领域的应用提供了重要参考。

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