《鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦》

ICS29.050

CCSQ52CPCIF

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CPCIF00XX—20XX

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布

T/CPCIF00XX—20XX

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦

1范圍

本文件規(guī)定了鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦的定義、產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、理化指標(biāo)、

試驗(yàn)方法、檢測規(guī)則、包裝、標(biāo)志、貯存、運(yùn)輸和質(zhì)量證明書。

本文件適用于以煤瀝青、含芳烴的石油類重質(zhì)油等為原料，生產(chǎn)的原料焦產(chǎn)品，用于鋰離子電池人

造石墨類負(fù)極材料的原料。

2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/T1429炭素材料灰分含量的測定方法

GB/T2000焦化固體類產(chǎn)品取樣方法

GB/T2001焦炭工業(yè)分析測定方法

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T19227煤中氮的測定方法

GB/T24526炭素材料全硫含量的測定

GB/T24533鋰離子電池石墨類負(fù)極材料

GB/T32158煤系針狀焦

GB/T37308油系針狀焦

GB/T38396焦化瀝青類產(chǎn)品中間相含量的測定光反射顯微分析方法

YB/T5189炭素材料揮發(fā)分的測定

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦graphitenegativeelectrodematerialcokefor

lithiumionbattery

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦是以煤瀝青、含芳烴的石油類重質(zhì)油等液相原料經(jīng)過高溫

炭化的產(chǎn)品，經(jīng)過石墨化后可形成結(jié)晶性層狀結(jié)構(gòu)的石墨類炭材料。

4產(chǎn)品分類

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦類別，按光學(xué)組織測定進(jìn)行分類：

（1）流線型結(jié)構(gòu)焦炭，用SC（streamlinecoke）表示；

（2）廣域型結(jié)構(gòu)焦炭，用LDC（largedomaincoke）表示；

（3）小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)焦炭，用SMC（smallpieceandmosaiccoke）表示。

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5技術(shù)要求

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用流線型結(jié)構(gòu)原料焦的技術(shù)要求應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1

要求

項(xiàng)目

SC-ⅠSC-Ⅱ

硫含量/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.400.50

氮含量/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.500.60

揮發(fā)分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤1212

灰分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.200.50

水分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.15

流線型結(jié)構(gòu)/%≥7070

石墨化度（%）≥9490

首次庫倫效率/（%）≥9493

電化學(xué)性能

首次放電比容量/（mAh/g）≥350340

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用廣域型結(jié)構(gòu)原料焦的技術(shù)要求應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2

指標(biāo)

項(xiàng)目

LDC-ⅠLDC-Ⅱ

硫含量/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.40.5

氮含量/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.500.60

揮發(fā)分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤1212

灰分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.200.50

水分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.15

廣域型結(jié)構(gòu)/%≥7070

石墨化度（%）≥9490

首次庫倫效率/（%）≥9493

電化學(xué)性能

首次放電比容量/（mAh/g）≥355345

鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)原料焦的技術(shù)要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。

表3

指標(biāo)

項(xiàng)目

SMC-ⅠSMC-Ⅱ

硫含量/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.40.5

氮含量/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.500.60

揮發(fā)分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤1212

灰分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.200.50

水分/%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤0.15

小片和鑲嵌型結(jié)構(gòu)/%≥7070

石墨化度（%）≥9288

電化學(xué)性能首次庫倫效率/（%）≥9493

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首次放電比容量/（mAh/g）≥348340

6試驗(yàn)方法

6.1硫含量的測定按GB/T24526、GB/T214、GB/T2286規(guī)定進(jìn)行，其中GB/T24526為仲裁方法。

6.2氮含量的測定按GB/T19227的規(guī)定進(jìn)行。

6.3揮發(fā)分的測定按YB/T5189的規(guī)定進(jìn)行。

6.4灰分的測定按GB/T1429的規(guī)定進(jìn)行。

6.5水分的測定按GB/T2001的規(guī)定進(jìn)行。

6.6原料焦光學(xué)組織的測定方法詳見附錄A。

6.7石墨化度的測定按GB/T24533的規(guī)定進(jìn)行，試樣的制備詳見附錄B。

6.8電化學(xué)性能的測定按GB/T24533的規(guī)定進(jìn)行，試樣的制備詳見附錄C。

7檢驗(yàn)規(guī)則

7.1出廠檢驗(yàn)

每批產(chǎn)品必須按照本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后附合格證書出廠。原料焦的出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目為硫

含量、氮含量、揮發(fā)分、灰分、水分、光學(xué)組織測定、石墨化度和電化學(xué)性能。

7.2型式檢驗(yàn)

型式檢驗(yàn)包括技術(shù)要求中的全部檢驗(yàn)項(xiàng)目。在正常生產(chǎn)的情況下，每半年進(jìn)行一次。有下列情況之

一時(shí)，亦應(yīng)進(jìn)行：

a)新產(chǎn)品試制鑒定時(shí)；

b)停產(chǎn)半年以上，再恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；

c)原料來源及設(shè)備有變化時(shí)；

d)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)結(jié)果有較大差異時(shí)；

e)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門提出進(jìn)行型式檢驗(yàn)要求時(shí)。

7.3組批

出廠檢驗(yàn)以一次性投料于加工設(shè)備制得的均勻物質(zhì)為一批。以在相同生產(chǎn)環(huán)境條件下，用相同的原

料和工藝生產(chǎn)的一批或多批產(chǎn)品為一組。

7.4抽樣

型式檢驗(yàn)樣品應(yīng)從出廠檢驗(yàn)合格產(chǎn)品中抽樣。為了保證樣品與總體的一致性，取樣要有代表性。抽

樣前應(yīng)將產(chǎn)品混合均勻，毎一項(xiàng)性能在檢驗(yàn)前也應(yīng)將樣品混合均勻。

按“組”和“批”抽樣，都應(yīng)隨機(jī)抽取不小于試驗(yàn)用量1.5倍的樣品。所取的樣品必須貯存于潔凈、

干燥、密封的專用容器內(nèi)。

7.5檢驗(yàn)結(jié)果判定

檢驗(yàn)結(jié)果全部符合技術(shù)要求，則判定該產(chǎn)品為合格。若出現(xiàn)不合格項(xiàng)，允許加倍抽樣對不合格項(xiàng)進(jìn)

行復(fù)檢。若復(fù)檢合格，則判該產(chǎn)品合格；若復(fù)檢仍不合格，則判該產(chǎn)品為不合格。

8包裝、標(biāo)志、貯存、運(yùn)輸和質(zhì)量證明書

8.1鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦應(yīng)用包裝袋包裝，包裝袋的基布應(yīng)有足夠的抗拉強(qiáng)度，

能防水，防老化。

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8.2每袋包裝重量：凈重量1000±10kg。包裝袋上應(yīng)標(biāo)明：產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號、批號、凈重、供

方名稱、地址和商標(biāo)。

8.3運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防潮濕及防雨淋。

8.4應(yīng)在干燥、通風(fēng)、陰涼的固定倉庫內(nèi)貯存，并具有防火功能等。

8.5每批出廠產(chǎn)品都應(yīng)附有質(zhì)量證書，內(nèi)容應(yīng)包括：產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編號、批號、等級、凈重、

供方名稱和地址、生產(chǎn)日期和本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)檢測結(jié)果。

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附錄A

（規(guī)范性）

原料焦光學(xué)組織的測定方法

A.1范圍

本附錄規(guī)定了鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦光學(xué)組織的測定原理、儀器、試樣的采取和

制備、分析步驟和結(jié)果計(jì)算。

A.2術(shù)語和定義

A.2.1原料焦光學(xué)組織

用偏光顯微鏡在油浸物鏡下總放大倍數(shù)為500～1000倍時(shí)，所觀察到原料焦組織結(jié)構(gòu)。

A.2.2流線型結(jié)構(gòu)焦炭

鏡下等色區(qū)尺寸寬度＜10μm、長度≥30μm，旋轉(zhuǎn)載物臺時(shí)交替出現(xiàn)紅、黃及綠色，此類型結(jié)構(gòu)≥

70%。

A.2.3廣域型結(jié)構(gòu)焦炭

鏡下等色區(qū)尺寸寬度≥30μm、長度≥30μm，旋轉(zhuǎn)載物臺時(shí)交替出現(xiàn)紅、黃及綠色，此類型結(jié)構(gòu)≥

70%。

A.2.4小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)焦炭

鏡下等色區(qū)尺寸寬度＜30μm、長度＜30μm，旋轉(zhuǎn)載物臺時(shí)交替出現(xiàn)紅、黃及綠色，此類型結(jié)構(gòu)≥

70%。

A.3原理

將待測樣品破碎至一定粒度后加入樹脂和固化劑混合均勻，倒入模具中。成型的樣品用磨拋機(jī)磨平

拋光至平整光滑，置于偏光顯微鏡下，用油浸物鏡總放大倍數(shù)為500～1000倍時(shí)觀察原料焦的光學(xué)組織

結(jié)構(gòu)。用數(shù)點(diǎn)法隨機(jī)統(tǒng)計(jì)各光學(xué)組織所占的比例。

A.4儀器和材料

A.4.1偏光顯微鏡，備有起偏鏡、物鏡、目鏡、自動(dòng)掃描載物臺，保證總放大倍數(shù)為500～1000倍。

A.4.2載物臺移動(dòng)尺，在橫向（X）和縱向（Y）上的移動(dòng)范圍不小于22mm，并且能以等步長移動(dòng)。

A.4.3樹脂和固化劑：滿足以下要求的冷鑲嵌樹脂可以使用。

（a）樹脂固化體系可在室溫下固化，并且在室溫下易于傾倒；

（b）樹脂在研磨拋光后，能得到完全平整且光滑的表面；

（c）在偏光顯微鏡觀察下，原料焦和樹脂形成鮮明的對比；

（d）固化后樹脂表明有足夠多的原料焦，以保證可定量分析500個(gè)有效點(diǎn)。

A.4.4成型模具：用塑料模具，內(nèi)徑25mm，可多次使用，使用前在模具內(nèi)部涂上凡士林，方便固化后樣

品脫模。

A.4.5研磨和拋光設(shè)備：帶有一個(gè)或幾個(gè)磨盤，能夠?qū)⑸凹埡蛼伖獠脊潭ㄓ谀ケP上。

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A.4.6研磨砂紙：粒度分別為No.400、No.800、No.1200、No.2000的防水金剛砂子。

A.4.7拋光料：粒徑大小為3μm的金剛石化合物。

A.4.8試樣安裝器材、載玻片、膠泥和壓平器。

A.4.9油浸液，采用適合物鏡要求的油浸液。

A.4.10鼓風(fēng)干燥箱

A.5試樣的采取和制備

A.5.1試樣的采?。喊碐B/T2000的規(guī)定進(jìn)行，取0.2～1mm試樣4～5g用于制樣。

A.5.2試樣固化成型

（a）如果原料焦含有水分，需將待測樣品在鼓風(fēng)干燥箱中烘干水分。如果原料焦不含水可略去此

步驟。

（b）將原料焦試樣與樹脂和固化劑混合，攪拌均勻，模具內(nèi)部涂上一層凡士林，試樣放入塑料模

具中，靜置24h后，將固化好的試樣脫模。

A.5.3試樣表面處理

（a）將貼有砂紙的研磨盤放到轉(zhuǎn)動(dòng)板上，按照研磨砂紙No.400、No.800、No.1200、No.2000的順

序逐一研磨，確保每一階段研磨試樣平整，若不平繼續(xù)研磨，No.2000階段試樣沒有劃痕，且光滑。

（b）將貼有拋光布的研磨盤放到轉(zhuǎn)動(dòng)板上，加入拋光料金剛石化合物，將試樣進(jìn)行拋光處理，拋

光至光亮后用清水沖洗。

（c）每換一種型號砂紙和拋光布前，先關(guān)閉驅(qū)動(dòng)軸電源，在保證驅(qū)動(dòng)軸和研磨盤完全停止的狀態(tài)

下更換砂紙和拋光布。

（d）打磨和拋光后的試樣應(yīng)滿足，試樣表面平整、光亮、沒有劃痕。如發(fā)現(xiàn)有劃痕需要重新研磨、

拋光，砂紙和拋光布變臟需及時(shí)更換。

A.6測定程序

A.6.1調(diào)節(jié)顯微鏡

（a）將試樣放置在帶有膠泥的載玻片上壓平后置于油浸物鏡載物臺上準(zhǔn)焦，校正物鏡中心。

（b）調(diào)節(jié)清晰500倍成像，調(diào)節(jié)光源、孔徑光圈和視域光圈，使視域亮度適中、光線均勻、成像清

晰。

A.6.2原料焦光學(xué)組織結(jié)構(gòu)的測定

（a）確定載物臺移動(dòng)尺步長，保證500個(gè)以上有效測點(diǎn)均勻分布全片，點(diǎn)、行距以300μm為宜，

應(yīng)不小于點(diǎn)距。

（b）從試樣的一端開始，判定十字交點(diǎn)下的組織屬于何種光學(xué)組織結(jié)構(gòu)，計(jì)入相應(yīng)的計(jì)數(shù)健，隨

后按預(yù)定的步長沿固定方向移動(dòng)一步，若遇見膠體，光學(xué)組織結(jié)構(gòu)作為無效點(diǎn)，不予統(tǒng)計(jì)。當(dāng)十

字落在不同光學(xué)組織的邊界時(shí)，從右上限開始，按順時(shí)針方向來選取首先充滿象限角的顯微組分

為統(tǒng)計(jì)對象。當(dāng)一行測定結(jié)束后，以預(yù)定的行距移動(dòng)下一行，繼續(xù)進(jìn)行測定，直到測點(diǎn)布滿整個(gè)

試樣，滿足測試有效點(diǎn)數(shù)為500個(gè)。

A.6.3光學(xué)組織的判別

（a）鏡下等色區(qū)尺寸寬度＜10μm、長度≥30μm。旋轉(zhuǎn)載物臺時(shí)交替出現(xiàn)紅、黃及綠色，此結(jié)

構(gòu)判別為流線型組織結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

（b）鏡下等色區(qū)尺寸寬度≥30μm、長度≥30μm。旋轉(zhuǎn)載物臺時(shí)交替出現(xiàn)紅、黃及綠色，此結(jié)

構(gòu)判別為大片型結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

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（c）鏡下等色區(qū)尺寸寬度＜30μm、長度＜30μm。旋轉(zhuǎn)載物臺時(shí)交替出現(xiàn)紅、黃及綠色，此結(jié)

構(gòu)判別為小片及鑲嵌結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

圖1

圖2

圖3

A.6.4原料焦類別

（a）鏡下等色區(qū)尺寸寬度＜10μm、長度≥30μm，此種光學(xué)結(jié)構(gòu)的含量以其統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)占有效點(diǎn)

數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示，此類型結(jié)構(gòu)≥70%，判定為流線型結(jié)構(gòu)焦炭。

（b）鏡下等色區(qū)尺寸寬度≥30μm、長度≥30μm，此種光學(xué)結(jié)構(gòu)的含量以其統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)占有效點(diǎn)

數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示，此類型結(jié)構(gòu)≥70%，判定為廣域型結(jié)構(gòu)焦炭。

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（c）鏡下等色區(qū)尺寸寬度＜30μm、長度＜30μm。此種光學(xué)結(jié)構(gòu)的含量以其統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)占有效點(diǎn)

數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示，此類型結(jié)構(gòu)≥70%，判定為小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)焦炭。

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附錄B

（規(guī)范性）

石墨化度試樣的制備方法

B.1試樣的制備

B.1.1破碎

焦炭按照GB/T1997規(guī)定縮分出40g，用破碎機(jī)將其細(xì)磨，最后粒度控制在325目以下。

B.1.2石墨化

破碎后的樣品置于石墨化罐中，放置于高溫爐里，于氬氣保護(hù)氣氛中進(jìn)行石墨化，其升溫控制條件

按表B.1。

表B.1升溫控制條件

溫度范圍/℃時(shí)間/min

室溫～150030

1500～200030

2000～240030

2400～260030

2600～280030

2800240

B.2石墨化度的測定

石墨化度的測定按GB/T24533的規(guī)定進(jìn)行。

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附錄C

（規(guī)范性）

首次庫倫效率及首次放電比容量試樣的制備及測定

C.1試樣的制備

C.1.1破碎

焦炭按照GB/T1997規(guī)定縮分出40g，用破碎機(jī)將其細(xì)磨，最后粒度控制在325目以下。

C.1.2石墨化

破碎后的樣品置于石墨化罐中，放置于高溫爐里，于氬氣保護(hù)氣氛中進(jìn)行石墨化，其升溫控制條件

按表B.1。

表B.1升溫控制條件

溫度范圍/℃時(shí)間/min

室溫～150030

1500～200030

2000～240030

2400～260030

2600～280030

2800240

C.2首次庫倫效率及首次放電比容量的測定

首次庫倫效率及首次放電比容量的測定按GB/T24533的規(guī)定進(jìn)行。

——————————

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編制說明

一、工作概況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)下發(fā)的《關(guān)于征集2019年第二批中國石油

和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目的通知》，《鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材

料用原料焦》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)被列入2019年中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定

計(jì)劃項(xiàng)目。

鋰離子電池是當(dāng)今國際公認(rèn)的先進(jìn)化學(xué)能源，具有能量密度高、循環(huán)壽命長、

自放電率小、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢，在3C數(shù)碼、電動(dòng)汽車、航空

航天、軍事、儲(chǔ)能等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是近年來我國能源安全問題以

及環(huán)保壓力日益突出，鋰離子電池作為新能源汽車及儲(chǔ)能應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)得到迅

猛發(fā)展，已成為國家競爭力的標(biāo)志之一。

負(fù)極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，其性能的好壞直接影響鋰離子電池

的安全性、比容量、倍率性能、循環(huán)壽命、高低溫性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)。商業(yè)化

的負(fù)極材料按原料來源分為人造石墨和天然石墨兩種。人造石墨類負(fù)極材料以其

倍率性能好、循環(huán)壽命長等優(yōu)異的性能，成為負(fù)極材料的主流方向。

人造石墨類負(fù)極材料所用的原料焦的性能從根本上決定了負(fù)極材料的性能。

原料焦的微觀結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)對負(fù)極材料的性能有著至關(guān)重要的影響。隨

著對鋰離子電池性能與安全性要求的持續(xù)提高，對鋰離子電池負(fù)極材料也提出了

高一致性、高安全性、高容量、高倍率性能、長循環(huán)壽命、高低溫性能等更高的

要求。因此，迫切需要建立鋰離子電池負(fù)極材料原料焦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提升我國鋰

離子電池負(fù)極材料行業(yè)的技術(shù)水平，加快鋰離子電池行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

（二）主要工作過程

1．2019年11月11日，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)下達(dá)2019年第二批團(tuán)

體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)計(jì)劃，2020年9月由中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司牽頭《鋰離

子電池人造石墨類負(fù)極材料用原料焦》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。

2.2020年12月，由中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司組建《鋰離子電池人

造石墨類負(fù)極材料用原料焦》標(biāo)準(zhǔn)起草小組，制訂工作計(jì)劃、實(shí)施方案。邀請

中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司、中鋼熱能金燦新能源科技（湖州）有限公司、

1

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江西紫宸科技有限公司、棗莊振興炭材科技有限公司、上海杉杉科技有限公司五

家單位專家進(jìn)行方案可行性討論。

3．起草小組開展了大量的資料、樣品收集和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，并于2021年7

月完成了《鋰離子電池負(fù)極材料用瀝青》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)草稿和編制說明。

4．2021年10月，標(biāo)準(zhǔn)起草小組在鞍山組織召開了《鋰離子電池負(fù)極材料

用瀝青》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)，邀請了行業(yè)專家對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論質(zhì)詢，目前根據(jù)討論

意見完成標(biāo)準(zhǔn)的修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明。

（三）主要參加單位和工作組成員

標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司、中鋼熱能金燦新能

源科技（湖州）有限公司、江西紫宸科技有限公司、棗莊振興炭材科技有限公司、

上海杉杉科技有限公司、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)。

標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：郭明聰、劉書林、鄭海峰、呂晗、和鳳祥、關(guān)偉、屈濱、

張功多、王守凱、王海洋、李強(qiáng)生、姜輝、胡博、劉銳劍、馮蘇寧、劉芳、李輝、

李成龍、丁曉陽。

（四）起草工作組分工

中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司主要負(fù)責(zé)牽頭標(biāo)準(zhǔn)起草、資料查詢、編制

說明編寫、組織和協(xié)調(diào)等工作。

中鋼熱能金燦新能源科技（湖州）有限公司配合中鋼熱能院進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證工

作。湖州金燦能源科技有限公司、上海杉杉科技有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容討論、異

議處理等工作。

二、編制的主要依據(jù)

主要編制依據(jù)如下：

GB/T32158煤系針狀焦

GB/T24533鋰離子電池石墨類負(fù)極材料

GB/T37308油系針狀焦

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T24526炭素材料全硫含量的測定

GB/T19227煤中氮的測定方法

YB/T5189炭素材料揮發(fā)分的測定

2

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GB/T1429炭素材料灰分含量的測定方法

GB/T2001炭工業(yè)分析測定方法

GB/T38396焦化瀝青類產(chǎn)品中間相含量的測定光反射顯微分析方法

GB/T2000焦化固體類產(chǎn)品取樣方法

三、編制指標(biāo)與參數(shù)確定

（一）焦炭的編制指標(biāo)

本標(biāo)準(zhǔn)從晶體結(jié)構(gòu)上區(qū)分人造石墨類負(fù)極材料的原料焦，將原料焦分為流線

型結(jié)構(gòu)、廣域型結(jié)構(gòu)和小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)三種類型。流線型原料焦以針狀焦為代

表，廣域型原料焦是一種高容量性能為代表的新型產(chǎn)品，鑲嵌型原料焦是各向同

性焦?？筛鶕?jù)該標(biāo)準(zhǔn)原料焦的結(jié)構(gòu)對負(fù)極材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步推動(dòng)鋰離子

電池行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

其中用硫、氮、揮發(fā)分、灰分、水分、石墨化度以及電化學(xué)測試中的首次庫

倫效率和首次放電比容量作為三種焦炭的編制指標(biāo)。SC為流線型結(jié)構(gòu)焦、LDC

為廣域大片型結(jié)構(gòu)焦、SMC為小片鑲嵌結(jié)構(gòu)焦。

三種焦炭的技術(shù)指標(biāo)如下圖所示：

表1三種負(fù)極材料原料焦材料等級

技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目

SC-ⅠSC-ⅡLDC-ⅠLDC-ⅡSMC-ⅠSMC-Ⅱ

硫含量/%≤0.400.500.40.50.40.5

氮含量/%≤0.500.600.500.600.500.60

揮發(fā)分/%≤121212121212

灰分/%≤0.200.500.200.500.200.50

水分/%≤0.150.150.150.150.150.15

石墨化度/%949094909288

首次庫倫效率/%≥949394939493

首次放電比容量/（mAh/g）

350340355345348340

≥

3

T/CPCIF00XX—20XX

（二）焦炭指標(biāo)參數(shù)的確定

1.硫含量

根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭的硫含量穩(wěn)定在0.49%以內(nèi)，結(jié)合市場需求和

實(shí)際生產(chǎn)情況，確定硫含量指標(biāo)要求為不大于0.5%。

硫含量的檢測方法按照GB/T24526的規(guī)則測定

2.氮含量

根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭的氮含量穩(wěn)定在0.57%以內(nèi)，結(jié)合市場需求和

實(shí)際生產(chǎn)情況，確定氮含量指標(biāo)要求為不大于0.6%。

氮含量的檢測方法按照GB/T19227的規(guī)則測定

3.揮發(fā)分

負(fù)極材料原料焦中揮發(fā)分有重要影響，在原料焦石墨化過程中，揮發(fā)分逸出

焦炭造成焦炭中的結(jié)構(gòu)的重新排布和孔隙。根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭的揮發(fā)

分含量穩(wěn)定在11.86%以內(nèi)，結(jié)合市場需求和實(shí)際生產(chǎn)情況，確定氮含量指標(biāo)要

求為不大于12%。

揮發(fā)分的檢測方法按照YB/T5189的規(guī)則測定

4.灰分

根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭的灰分含量穩(wěn)定在0.48%以內(nèi)，結(jié)合市場需求

和實(shí)際生產(chǎn)情況，確定氮含量指標(biāo)要求為不大于0.5%。

灰分的檢測方法按照GB/T1429的規(guī)則測定

5.水分

根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭的水分含量穩(wěn)定在0.14%以內(nèi)，結(jié)合市場需求

和實(shí)際生產(chǎn)情況，確定氮含量指標(biāo)要求為不大于0.15%。

水分的檢測方法按照GB/T2001的規(guī)則測定

6.石墨化度

此種負(fù)極材料原料焦為易石墨化焦炭。根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭的石墨

化度最低為88.2%，結(jié)合市場需求和實(shí)際生產(chǎn)情況，確定氮含量指標(biāo)要求為不小

于88%。

7.首次庫倫效率

根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭制成的負(fù)極材料電化學(xué)性能中，首次庫倫效率

4

T/CPCIF00XX—20XX

最小值為93.15%，結(jié)合市場需求和實(shí)際生產(chǎn)情況，確定首次庫倫效率要求為不

小于93%。

8.首次放電比容量

根據(jù)驗(yàn)證情況所示，各個(gè)焦炭制成的負(fù)極材料電化學(xué)性能中，首次放電比容

量最小值為340.2mAh/g，結(jié)合市場需求和實(shí)際生產(chǎn)情況，首次放電比容量確定

要求為不小于340mAh/g。

（三）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證情況

1.不同批次樣品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)以500t為一個(gè)批次，不足500t的按一個(gè)批次檢驗(yàn)的原則，將每種焦炭

分為4個(gè)批次進(jìn)行重復(fù)對照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

1.1鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用流線型結(jié)構(gòu)原料焦

表2流線型結(jié)構(gòu)原料焦批次驗(yàn)證

項(xiàng)目SC-Ⅰ-1SC-Ⅰ-2SC-Ⅰ-3SC-Ⅰ-4

硫含量/%0.360.370.370.38

氮含量/%0.480.450.470.48

揮發(fā)分/%11.5411.4511.5511.62

灰分/%0.180.150.170.17

水分/%0.110.100.140.12

石墨化度/%93.794.293.594.0

首次庫倫效率/%94.2495.0194.6595.12

首次放電比容量/（mAh/g）350.4351.2350.8351.5

表3標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ流線型結(jié)構(gòu)原料焦批次驗(yàn)證

項(xiàng)目SC-Ⅱ-1SC-Ⅱ-2SC-Ⅱ-3SC-Ⅱ-4

硫含量/%0.450.480.460.49

氮含量/%0.550.570.520.54

揮發(fā)分/%11.5811.5411.5811.56

灰分/%0.480.450.440.46

水分/%0.100.110.140.12

5

T/CPCIF00XX—20XX

石墨化度/%90.290.890.090.4

首次庫倫效率/%93.8293.5493.2693.68

首次放電比容量/（mAh/g）341.5342.7341.9342.1

1.2鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用廣域型結(jié)構(gòu)原料焦

表4標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ廣域型結(jié)構(gòu)原料焦批次驗(yàn)證

項(xiàng)目LDC-Ⅰ-1LDC-Ⅰ-2LDC-Ⅰ-3LDC-Ⅰ-4

硫含量/%0.380.390.350.38

氮含量/%0.450.480.470.47

揮發(fā)分/%11.4511.5211.4011.65

灰分/%0.170.190.180.17

水分/%0.110.090.090.11

石墨化度/%94.193.893.794.0

首次庫倫效率/%94.3294.6394.5494.28

首次放電比容量/（mAh/g）355.3356.0355.6355.4

表5標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ廣域型結(jié)構(gòu)原料焦批次驗(yàn)證

項(xiàng)目LDC-Ⅱ-1LDC-Ⅱ-2LDC-Ⅱ-3LDC-Ⅱ-4

硫含量/%0.420.440.440.45

氮含量/%0.540.560.540.57

揮發(fā)分/%11.8411.7911.8111.86

灰分/%0.480.470.470.45

水分/%0.110.110.140.12

石墨化度/%89.790.489.990.1

首次庫倫效率/%93.4293.2693.5693.54

首次放電比容量/（mAh/g）345.6345.2345.5345.4

1.3鋰離子電池人造石墨類負(fù)極材料用小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)原料焦

表6標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)原料焦批次驗(yàn)證

6

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項(xiàng)目SMC-Ⅰ-1SMC-Ⅰ-2SMC-Ⅰ-3SMC-Ⅰ-4

硫含量/%0.360.350.360.38

氮含量/%0.440.490.460.46

揮發(fā)分/%11.6211.8411.7811.69

灰分/%0.180.160.170.17

水分/%0.120.110.140.13

石墨化度/%92.291.992.192.1

首次庫倫效率/%94.0494.3294.3794.16

首次放電比容量/（mAh/g）349.1348.5348.7348.4

表7標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ小片及鑲嵌型結(jié)構(gòu)原料焦批次驗(yàn)證

項(xiàng)目SMC-Ⅱ-1SMC-Ⅱ-2SMC-Ⅱ-3SMC-Ⅱ-4

硫含量/%0.480.480.460.45

氮含量/%