锂离子电池电极材料生产节能技术规范

ICS31.030CCSL90四川省地DB51方标准XXXXTechnicalspecificationforenergysavingproductionofelectrodematerialsfor(征求意见稿)IDB51/TXXXX—XXXX 2规范性引用文件 33术语和定义 34生产工艺要求 55节能设计要求 56设备设施节能技术要求 67碳排放技术要求 7 DB51/TXXXX—XXXX前言本文件按照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。本文件由四川省经济和信息化厅提出、归口并负责解释。本文件起草单位：四川华泰电气股份有限公司、中国电子技术标准化研究院。本文件主要起草人：谢伟、XXXX。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——本次为首次发布。3DB51/TXXXX—XXXX锂离子电池电极材料生产节能技术规范1范围本文件规定了锂离子电池主流正极材料、主流负极材料的生产工艺要求、节能设计要求、设备设施节能技术要求、能耗要求、节能技术评价方式。本文件适用于磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、锰酸锂等锂离子电池用主流正极材料以及天然石墨、人造石墨、硅碳复合材料等锂离子电池主流负极材料的生产节能管理、节能评估、节能诊断、节能监察等。2规范性引用文件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)适用于本文件。GB/T2589-2020综合能耗计算通则GB/T3216-2016回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级GB/T3485-1998评价企业合理用电技术导则GB/T3486-1993评价企业合理用热技术导则GB/T3853-2017容积式压缩机验收试验GB/T6422-2009用能设备能量测试导则GB/T10178-2006工业通风机现场性能试验GB/T13234-2009企业节能量计算方法GB/T13462-2008电力变压器经济运行GB/T17167用能单位能源计量器具配备和管理通则GB18613-2020电动机能效限定值及能效等级GB19153-2019容积式空气压缩机能效限定值及能效等级GB19761-2020通风机能效限定值及能效等级GB19762-2007清水离心泵能效限定值及节能评价值GB20052-2020电力变压器能效限定值及能效等级GB28381-2012离心鼓风机能效限定值及节能评价值GB/T28750-2012节能量测量和验证技术通则GB/T32045-2015节能量测量和验证实施指南GB50029-2014压缩空气站设计规范GB/T50102-2014工业循环水冷却设计规范JB/T3165离心式和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验SJ/TXXXX—202X锂电池正极材料单位产品能源消耗限额及计算方法3术语和定义4DB51/TXXXX—XXXX下列术语和定义适用于本文件。3.1混料mixture将合成锂离子电池正极材料的锂源和前驱体混合均匀的工序。3.2装钵bowlloading将混匀后的物料装入匣钵的工序。3.3将匣钵置于高温电炉中将物料烧制成正极材料的工序。3.4破碎fracture将烧结后的正极材料采用气流破碎粉碎为细颗粒的工序。3.5筛分screening将破碎后的电极材料通过筛网的工序。3.6除磁removalofmagneticforeignbodies通过吸磁器将电极材料中的铁、镍、铬、锌等磁性物质除去的工序。3.7浮选flotation石墨矿石经过破碎、湿法粗磨、粗选、粗精矿再磨再选、精选、脱水干燥、分级后得到鳞片石墨的工序。3.8球形化spherize对鳞片石墨进行表面改性处理，生产出不同细度、形似椭圆球形石墨的工序。3.9通过酸碱法提纯石墨，利用酸或碱除去石墨中酸性或碱性氧化物的工序。5DB51/TXXXX—XXXX3.10表面修饰surfacemodification通过化学或物理反应改变负极材料表面的成分、结构，以提高负极材料的电化学性能及循环稳定性。3.11造粒分为热解工序和球磨筛选工序。3.12将造粒处理的物料进行超高温处理的工序。4生产工艺要求4.1正极材料生产工艺要求4.1.1磷酸铁锂主要生产工序包括：锂源与铁源、磷源混料、研磨、干燥、装钵烧结、破碎、筛分、除磁、包装。4.1.2钴酸锂、三元材料主要生产工序包括：锂源与前驱体混料、装钵烧结、破碎、筛分、除磁、包装。4.1.3锰酸锂主要生产工序包括：锂源与二氧化锰混料、装钵烧结、破碎、筛分、除磁、包装。4.2负极材料生产工艺要求4.2.1天然石墨主要生产工序包括：石墨矿石原料浮选分级、球形化、纯化、烘干、表面修饰、筛分、除磁、包装。4.2.2人造石墨主要生产工序包括：原料和粘结剂粉碎、混合、造粒、石墨化、筛分、除磁、包装。4.2.3硅碳负极主要生产工序包括：前驱体制备、表面修饰、筛分、除磁、包装。5节能设计要求5.1基本要求5.1.1企业应采用国家、本省鼓励的先进技术、工艺、设备，不应使用国家、本省发布的淘汰或禁止的技术、工艺、设备。5.1.2低压配电系统可采用融合、预制化方式，节约占地、提高供电链路效率，变压器的选用应满足GB20052《电力变压器能效限定值及能效等级》中二级以上能效要求。使变压器处于合理的负载区间和能耗最小的经济运行方式，降低变压器损耗。5.1.3电气线路采用静电容器补偿无功负荷，配电室内安装低电压电容器补偿屏，使生产装置在最大负荷时补偿后功率因数提高到0.95以上，减少无功损耗。电气线路应安装电压暂升(DVR)装置，以防止电压跌落。5.1.4生产企业应根据生产的要求合理选择规格大小合适的设备设施，防止生产过程中低负荷生产，增加能耗。6DB51/TXXXX—XXXX5.1.5企业应按照GB17167的要求配备并使用能源计量器具，并对4.1和4.2规定的主要生产工序加装能耗计量仪表。5.1.6新建、改扩建项目应建立能耗在线监测系统。能耗在线监测系统应可实现对4.1和4.2规定的主要生产工序能耗及主要设备的状态(设备实际功率，设备电机单元运行温度、振动，压力、温度)进行监测、故障诊断、趋势分析、故障预测、智能运维建议等功能。同时，鼓励企业对现有生产线建立并运行能耗在线监测系统。5.1.7循环水设计应符合GB/T50102的规定。5.1.8压缩空气站设计应符合GB50029的规定。5.2正极材料生产节能设计要求5.2.1烧结工序中的加热以及混料、装钵、破碎、筛分、除磁等工序的机械用能均采用电力。5.2.2装钵后的物料采用烧结后物料冷却过程中的余热进行预升温，降低后续烧结工序电耗，提高余热利用。5.2.3经脱水工序的物料脱水率应较高，并采用烧结工序排出的热废气进行吹扫，降低物料水分含量，降低后续干燥工序的电耗。5.2.4经脱水后的物料在进入干燥工序前，应将物料与烧结后物料冷却过程中的余热进行预干燥，降低后续干燥工序的电耗，提高余热利用。5.2.5烧结工序排出的高热废气应进行余热回收利用。5.2.6采用动态烧结，使物料受热更均匀、稳定，提升能效。5.3负极材料生产节能设计要求5.3.1天然石墨生产中的球形化、纯化、烘干工序的加热以及表面修饰、混合、筛分、除磁等工序的机械用能均采用电力。5.3.2人造石墨生产中的造粒、预碳化、石墨化、碳化等工序的加热以及粉碎分级、混合、筛分、除磁等工序的机械用能均采用电力。5.3.3硅碳负极生产中的表面修饰工序的加热以及研磨、筛分、除磁等机械工序的机械用能均采用电力。5.3.4经脱水工序的物料脱水率应脱水率应较高，并采用烧结工序排出的热废气进行吹扫，降低物料水分含量，降低后续干燥工序的电耗。5.3.5经脱水后的物料在进入干燥工序前，应将物料与石墨化工序冷却过程中的余热进行预干燥，降低后续干燥工序的电耗。5.3.6进入石墨化、热解工序的物料应采用冷却过程中的余热进行预加热，降低后续工序电耗。5.3.7石墨化炉排出的高热废气应进行余热回收利用。5.3.8采用石墨连续化工艺，减少间断性加热产生的能耗。5.3.9石墨化炉应具有智能送电程序、适当的装炉长度和炉芯宽度、合理的通电周期、送电制度等，提高能源利用率。6设备设施节能技术要求6.1通用设备节能技术要求6.1.1循环水泵的能效限定值应符合GB19762-2007的规定。6.1.2空气压缩机的能效限定值应符合GB19153-2019的规定。6.1.3通风机能效限定值应符合GB19761-2020的规定。6.1.4鼓风机能效限定值应符合GB28381-2012的规定。7DB51/TXXXX—XXXX6.1.5电动机能效限定值应符合GB18613-2020的规定。6.2生产专用设备节能技术要求6.2.1正极材料生产所用的混料机、装钵机、粉碎机、除磁机、筛分机、包装机，配置的电机应符合GB/T3485-1998的4条要求。6.2.2负极材料生产所用的粉碎机、球形化设备、反应釜、除磁机、筛分机、包装机，配置的电机应符合GB/T3485-1998的4条要求。6.2.3电极材料生产所用的反应釜、石墨化炉、烧结炉、辊道窑等电加热设备应符合GB/T3485-1998的5条要求。7电极材料生产能耗要求锂离子电池电极材料产品质量应在满足相关国家标准、行业标准、地方标准、团体标准的规定基础上，达到如下单位产品能耗：1)正极材料单位产品能源消耗应满足SJ/TXXXX—202X《锂电池正极材料单位产品能源消耗限额及计算方法》中表3规定的先进值要求。2)负极材料单位产品能源消耗应满足如下要求：a)天然石墨单位产品能源消耗应不大于700kgce/t；b)人造石墨单位产品能源消耗应不大于1000kgce/t；c)硅炭负极单位产品能源消耗应不大于600kgce/t。8碳排放技术要求8.1锂离子电池电极材料生产企业宜优先采用光伏、水电、风能等清洁能源。8.2企业宜布置屋顶分布式光伏系统，并配合优化器使用，提高发电量，当采用分布式光伏系统时，应满足《公共建筑节能设计标准》GB50189中对可再生能源利用的相关要求。8.3在清洁能源不稳定的场景，宜合理配置储能，增强清洁能源消纳能力，储能形式可采用化学储能、氢能等技术。8.4企业应建有智能管理系统，具备碳排放量计算和统计功能，能展示企业碳排放量、绿电使用率。8.5智能管理系统应能接入上级能效监测管理平台。监测内容应包括且不限于总能耗、总耗水、总耗电、可再生能源使用量、碳排放量等。8.6企业的冷却用水、生活用水、公用系统用水等的排水，宜按水质进行收集。经集中处理可以达到不同使用水质要求的排水，宜重复或多次应用。9节能技术评价方式9.1生产工艺的确认通过环评报告、节能评估报告、项目验收报告等资料审核结合现场确认的方式进行。9.2节能设计的确认通过环评报告、节能评估报告、项目验收报告等资料审核结合现场确认的方式进行。9.3设备设施节能技术要求的确认通过审核设备台账结合现场查验的方式进行。9.3.1通用设备现场查验方法9.3.1.1循环水泵能效评价按GB/T3216进行。9.3.1.2空气压缩机