鈉離子電池用正極材料磷酸釩鈉征求意見稿

T/CNIAXXXXX—XXXX鈉離子電池用正極材料磷酸釩鈉范圍本文件規(guī)定了鈉離子電池用正極材料磷酸釩鈉的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存和隨行文件、訂貨單內(nèi)容。本文件適用于鈉離子電池用正極材料磷酸釩鈉。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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。GB/T5314粉末冶金用粉末的取用方法GB/T9724化學試劑pH值測定通則GB/T11133石油產(chǎn)品、潤滑油和添加劑中水含量的測定卡爾費休庫侖滴定法GB/T19077粒度分析激光衍射法GB/T19587氣體吸附BET法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積GB/T20123鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應(yīng)爐燃燒紅外吸收法(常規(guī)方法)GT/T20252鈷酸鋰GB/T24533鋰離子電池石墨類負極材料GB/T30902無機化工產(chǎn)品雜質(zhì)元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）JCPDS(00-53-0018)磷酸釩鈉X射線粉末衍射標準圖譜術(shù)語和定義GB/T20252中界定的術(shù)語和定義適用于本文件。技術(shù)要求化學成分產(chǎn)品的化學成分應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1化學成分％（質(zhì)量分數(shù)）主元素含量Na13.5～15.5V19.0～22.0P18.5～20.5C1.7～2.3雜質(zhì)元素含量Ca≤0.03Cu≤0.005Zn≤0.03Ni≤0.03Cr≤0.03水分含量產(chǎn)品的水分含量應(yīng)不大于0.15％。外觀質(zhì)量產(chǎn)品的外觀應(yīng)為灰黑色粉末，顏色均一，無硬結(jié)塊。壓實密度產(chǎn)品的壓實密度應(yīng)不小于1.5g/cm3。粒度分布產(chǎn)品的粒度分布特征值應(yīng)符合表2的要求。表2粒度分布要求D10（um）＜1D50（um）2～3.5D90（um）＜15D99（um）＜20比表面積產(chǎn)品的比表面積應(yīng)在20m2/g～30m2/g。pH值產(chǎn)品的pH值應(yīng)在7～9。晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合JCPDS標準(00-53-0018)。電化學性能0.1C首次放電比容量產(chǎn)品在電壓范圍2V～4V，0.1C充放電倍率條件下的首次放電比容量應(yīng)不小于100mAh/g。0.1C首次充放電效率產(chǎn)品在電壓范圍2V～4V，0.1C充放電倍率條件下的首次充放電效率應(yīng)不小于94%。循環(huán)壽命產(chǎn)品在電壓范圍2V～4V，1C充放電倍率條件下，放電容量達到首次循環(huán)放電容量的80%時，循環(huán)次數(shù)應(yīng)不低于3000次。試驗方法化學成分產(chǎn)品化學成分的測定按GB/T30902-2014的規(guī)定進行。其中C元素含量的測定按GB/T20123的規(guī)定進行。水分含量產(chǎn)品水分含量的測定按GB∕T11133的規(guī)定進行。外觀質(zhì)量產(chǎn)品的外觀用目視檢查。壓實密度產(chǎn)品壓實密度的測定按GB/T24533附錄L的規(guī)定進行。粒度分布產(chǎn)品粒度分布的測定按GB/T19077的規(guī)定進行。比表面積產(chǎn)品比表面積的測定按GB/T19587的規(guī)定進行。pH值產(chǎn)品pH值的測定按GB/T9724的規(guī)定進行。晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)用X射線粉末衍射儀檢查。電化學性能產(chǎn)品電化學性能的測定按照附錄A的規(guī)定進行。檢驗規(guī)則檢查和驗收產(chǎn)品應(yīng)由供方進行檢驗，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本標準及訂貨單的規(guī)定。需方可對收到的產(chǎn)品按照本文件的規(guī)定進行檢驗。如檢驗結(jié)果與本文件及訂貨單的規(guī)定不符時，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起15日內(nèi)以書面的形式向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。如需仲裁，應(yīng)由供需雙方在需方共同取樣或協(xié)商解決。組批產(chǎn)品應(yīng)成批提交驗收，每批重量由供需雙方協(xié)商確定。檢驗項目檢驗分類本標準規(guī)定的產(chǎn)品檢驗分為逐批檢驗和型式檢驗，檢驗分類和檢驗項目應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3檢驗分類和檢驗項目檢驗項目逐批檢驗型式檢驗化學成分√√水分含量√√外觀質(zhì)量√√壓實密度√√粒度分布√√比表面積√√pH值√√晶體結(jié)構(gòu)√首次放電比容量√√首次充放電效率√√循環(huán)壽命√逐批檢驗每批產(chǎn)品進行逐批檢驗。型式檢驗有下列情況之一時，應(yīng)進行型式檢驗。產(chǎn)品長期停產(chǎn)后恢復生產(chǎn)時；在正常生產(chǎn)情況下，每一個月應(yīng)進行一次；檢驗結(jié)果與上次檢驗結(jié)果有較大誤差時；當原材料、設(shè)備或生產(chǎn)工藝發(fā)生重大變化時；國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗部門提出型式檢驗要求時。取樣方法產(chǎn)品的取樣方法按GB/T5314的規(guī)定進行。檢驗結(jié)果判定產(chǎn)品的化學成分、水分含量、壓實密度、粒度分布、比表面積、pH值和晶體結(jié)構(gòu)的檢驗中有一項不合格時，則從同一產(chǎn)品中加倍取樣,對不合格項目進行重復檢驗，如仍有一個結(jié)果不合格時,則判該批為不合格。外觀質(zhì)量檢驗不合格，判該批產(chǎn)品不合格。按附錄A規(guī)定的方法制成6支試驗電池，任取其中3支電池做首次放電比容量和首次充放電效率的檢驗，若有2支性能達不到本標準要求，判不合格；但允許另取3支電池做重復試驗，若有2支性能都達到本標準要求，判該批產(chǎn)品合格。按附錄A規(guī)定的方法制成6支試驗電池，任取其中3支電池做電池循環(huán)壽命的檢驗。若有2支性能達不到本標準要求，判不合格；但允許另取3支電池做重復試驗若，有2支性能都達到本文件要求，判該批產(chǎn)品合格。標志、包裝、運輸、貯存和隨行文件標志產(chǎn)品包裝上應(yīng)注明：供方名稱、商標、地址、電話；產(chǎn)品名稱；生產(chǎn)批號；凈重；檢驗日期；本文件編號。包裝經(jīng)檢驗合格的產(chǎn)品按凈重25kg為一包裝單位（也可按合同約定包裝單位）。內(nèi)包裝用復合鋁塑袋真空包裝，熱塑密封后裝入紙箱或紙桶中。特殊的包裝要求由供需雙方商定。運輸、貯存產(chǎn)品運輸、貯存時，應(yīng)防止碰撞、受潮和活性化學物質(zhì)的腐蝕。產(chǎn)品應(yīng)儲存在通風、干燥、陰涼的地方，應(yīng)防潮、防雨淋。產(chǎn)品自生產(chǎn)之日起，在所要求包裝條件下，保質(zhì)期為2年。隨行文件每批產(chǎn)品應(yīng)附有隨行文件，內(nèi)容包括：供方名稱、地址、電話；產(chǎn)品名稱和型號；產(chǎn)品批號；凈重；本文件編號；出廠日期（或包裝日期）；產(chǎn)品檢驗報告；其它。訂貨單內(nèi)容訂購本文件所列材料的訂貨單內(nèi)應(yīng)包括以下內(nèi)容：產(chǎn)品名稱；牌號；技術(shù)指標；重量或包數(shù)；本文件編號；其它。

附錄A（規(guī)范性）磷酸釩鈉電化學性能測試方法試劑和原料電解液：1mol/L六氟磷酸鈉（NaPF6）與乙二醇二甲醚（DME）組成的鈉離子電池電解液。N－甲基吡咯烷酮（電池級）。聚偏二氟乙烯（PVDF）。乙炔黑。厚度為10μm-25μm的鋁箔。厚度為0.10mm-0.25mm的金屬鈉片。玻璃纖維隔膜（鈉電池專用）。正極片的制備在正極材料中磷酸釩鈉的質(zhì)量分數(shù)為85％～95％，用乙炔黑作為導電劑，其質(zhì)量分數(shù)2％～10％，聚偏二氟乙烯（PVDF）為粘合劑，其質(zhì)量分數(shù)為2％～10％，質(zhì)量精確到0.001g。正極片采用鋁箔做集流體。將磷酸釩鈉、乙炔黑、PVDF和N－甲基吡咯烷酮攪拌調(diào)漿，將漿料均勻涂覆在鋁箔上，100℃烘箱干燥，切成直徑10mm～25mm、厚度為0.08mm～0.12mm的電極片，電極片稱重，質(zhì)量精確到0.0001g。嚴格控制混料和涂覆的工藝過程，被測極片面積、厚度要保持一致，避免這些因素影響測試結(jié)果。電池的組裝在水和氧氣含量均≤0.0005％的惰性氣體手套箱中，以金屬鈉片作為負極材料，用玻璃纖維隔膜，1mol/L六氟磷酸鈉（NaPF6）與乙二醇二甲醚（DME）組成的鈉離子電池電解液，將它們裝配成試驗電池，電池密封后，用鈉離子電池電化學性能測試儀測試。電池的測試將制作的試驗電池在25℃條件下，在鈉離子電池電化學性能測試儀上進行0.1C倍率電流充電-放電循環(huán)，電壓范圍2.0V～4.0V。將制作的試驗電池在25℃條件下，在鈉離子電池電化學性能測試儀上進行1C倍率電流充電-放電循環(huán)，電壓范圍2.0V～4.0V。計算方法首次放電比容量及首次充電比容量記錄測試數(shù)據(jù)，計算磷酸釩鈉的首次放電比容量和首次充放電效率。試樣的首次放電比容量按式（A.1）計算：QD0.1=式中：QD0.1——以0.1C倍率電流充放電時首次放電比容量，單位為毫安時每克（mAh/gCD0.1——以0.1C倍率電流充放電時首次放電容量，單位為毫安時（mAhm——電池中活性物質(zhì)磷酸釩鈉的質(zhì)量，單位為克（g）。試樣的首次充電比容量按式（A.2）計算：QC0.1=式中：QC0.1——以0.1C倍率電流充放電時首次充電比容量，單位為毫安時每克（mAh/g）CC0.1——以0.1C倍率電流充放電時首次充電容量，單位為毫安時（mAh）m——電池中活性物質(zhì)磷酸釩鈉的質(zhì)量，單位為克（g）。首次充放電效率試樣的首次充放電效率按式（A.2）計算：E0.1=QD0.1式中：E0.1——首次充放電效率，（％）QD0.1——以0.1C倍率電流充放電時首次放電比容量，單位為毫安時每克（mAh/gQC0.1——以0.1C倍率電流充放電時首次充電比容量，單位為毫安時每克（mAh/g