YBT 6260-2024《炭复合氧化亚硅》

ICS29.050CCSQ52YBIXX/TXXXXX—XXXX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。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。本文件起草单位：贝特瑞新材料集团股份有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司、广东邦普循环科技有限公司、深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司、冶金工业信息标准研究院。本文件主要起草人：庞春雷、屈丽娟、孔一鸣、张勤才、刘志鹏、张瑞芳、王晓远、张楠、刘波、阮丁山、李子坤、任建国、黄友元。1XX/TXXXXX—XXXX炭复合氧化亚硅本文件规定了炭复合氧化亚硅的术语和定义、分类和代号、技术要求、试验方法、检测规则及包装、运输、储存等。本文件适用于锂离子电池用炭复合氧化亚硅负极材料。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/T191包装储运图示标GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接受质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T2829周期检验技术抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）GB/T4369锂GB/T6388运输包装收发货标志GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T13732粒度均匀散料抽样检验通则GB/T19077粒度分析激光衍射法GB/T19587气体吸附BET法测试固态物质比表面积GB/T24533-2019锂离子电池石墨类负极材料GB/T26125电子电气产品-测定六种限用物质（铅，汞，镉，六价铬，多溴联苯，多溴联苯醚）的浓度GB/T33827锂电池用纳米负极材料中磁性物质含量的测定方法GB/T38823-2020硅炭3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1炭复合氧化亚硅Siliconmonoxidecarboncomposite氧化亚硅与炭素材料组成的复合粉体材料，用SiOC表示。4分类和代号4.1产品分类4.1.1产品类别炭复合氧化亚硅负极材料根据产品的首次放电比容量进行分类，主要分为三类：——首次放电比电容量＞1200mAh/g，用SiOC-I表示；——600mAh/g＜首次放电比容量≤1200mAh/g，用SiOC-Ⅱ表示；——380mAh/g≤首次放电比容量≤600mAh/g，用SiOC-Ⅲ表示。4.1.2产品等级表1炭复合氧化亚硅负极材料等级%2XX/TXXXXX—XXXX%A>1200B>1200C>12004.2产品代号、产品代号有类别、等级依次排列组成，具体示例见表2。表2产品代号示例及其表示的含义I级炭复合氧化亚硅负极材料，首次放电比容量＞1200m5技术要求5.1外观颜色均一的棕黑色粉末，无结块。5.2理化指标炭复合氧化亚硅负极材料的理化指标应符合表3的规定。表3炭复合氧化亚硅负极材料技术指标ABCⅡⅢD10/μmD50/μmD90/μm金属微3XX/TXXXXX—XXXX/(mAh/g)>1200>1200>12006试验方法6.1外观自然光条件下目视观察。6.2粒度按照GB/T19077规定的方法进行测定，分散介质为水，折射率设定为1.330。6.3比表面积按照GB/T19587规定的测定方法进行测定。6.4振实密度按照GB/T24533-2019附录M规定的测定方法进行测定。6.5水分含量按照GB/T24533-2019附录B规定的测定方法进行测定。6.6碳含量按照GB/T38823-2020附录A规定的测定方法进行测定。6.7磁性物质含量按照GB/T33827规定的测定方法进行测定。6.8微量金属元素按照GB/T24533-2019附录H规定的测定方法进行测定。6.9首次放电比容量和首次库伦效率按照附录A规定的测定方法进行测定。7检验规则7.1采样方法7.1.1取样按照以下方式进行取样：a)打开装有炭复合氧化亚硅负极材料的容器或包装袋，用洁净的不锈钢取样钎（不锈钢牌号316或同等类型，直径≤30mm，长度500mm~700mm）沿轴线插入袋子中，插入深度不得小于取样钎的4/5。在袋子内物料中心轴线周围20mm范围内取样。4XX/TXXXXX—XXXXb)在干燥环境中进行抽样，将采集好的样品混合均匀吗，用缩分器或四分法将样品缩分至约250g，再缩分成两份，分别装于两个洁净、干燥的密封袋或密封容器中，密封并贴上标签，一份做产品检验，另一份备用。7.1.2样品标签样品取样密封后，立即在外壁贴上标签，作为检验和保留的样品，至少保留500g以上。标签包括下列内容：a)样品类别及编号；b)总体物料批号及数量；c)样品量；d)采样日期；e)采样者姓名。7.1.3样品的保存样品应密封保存，并贮存在放破包、防雨、防潮等环境。备用样品有效贮存期为12个月。7.2检验分类7.2.1出厂检验对每批次粒度、比表面积、振实密度、水分含量、碳含量、磁性物质总量、金属微量元素、首次放电比容量和首次库伦效率等检验合格后盖质量检验章。7.2.2型式检验对本文件中规定的技术要求全部进行检验。在有下列情况之一时进行型式检验。a)原材料的批号、型号、供货厂家等有变更时；b)生产工艺流程有变化时；c)生产设备停产半年以上，又开始第一次生产时；d)客户有特殊要求时。7.3验收规则7.3.1产品符合表3中全部技术指标为合格品。若有任何一项指标不符合本标准的要求，应从同批产品的取样袋中双份取样对不合格项复验。若复结果全部符合本标准要求，则判该批产品为合格品；反之，则判该批产品为不合格品。7.3.2生产厂必须保证出厂的产品符合本标准规定的要求，每批产品出厂时，随货附带产品质量合格检验报告。8包装、标志、贮存和运输8.1包装产品包装应在干燥环境条件下进行，将产品放入防水包装（推荐使用聚乙烯（PE）密封袋、铝塑密封袋）后密封处理。产品包装质量为25kg，也可根据需方要求进行包装。8.2标志产品标识应符合GB/T191中包装储运图示标志的要求。产品的每个包装袋正面应有醒目的标志，标志包括下列内容，需要时，也可根据客户需求进行标识。a)产品名称；b)型号及规格；c)净重；d)生产厂名；5XX/TXXXXX—XXXXe)制造日期、生产批号或出厂日期、编号；f)警示标识；g)其他表示。8.3贮存和运输8.3.1产品运输标识应符合GB/T6388中运输包装收发货标志的规定。8.3.2产品应贮存在通风、干燥的仓库内。8.3.3产品堆放应整齐、清洁，生产批号、生产日期等标志应清晰辨认。8.3.4避免与可使产品变质或使包装袋损坏的物品混存、混运。8.3.5贮存和运输过程中应保证产品的包装清洁无破损，凡漏出包外的产品，不得返入包内。8.3.6供方应提供本产品的安全技术说明书(MSDS)和安全标签。6XX/TXXXXX—XXXX首次放电比容量和首次库伦效率测试方法A.1范围本附录适用于用炭复合氧化亚硅负极材料的首次放电比容量、首次库伦效率测试。A.2试剂与材料A.2.1导电炭黑：灰分含量≤0.05%，水分含量≤0.1%，比表面积为50m2/g～80m2/g，中值粒径D50为30nm～60nm。A.2.2导电石墨：灰分含量≤0.05%，水分含量≤0.1%，中值粒径D50为100nm～300nm。A.2.3丙烯腈多元共聚物：粘度＞7300mPa•s（25℃、1%固含量溶液），中值粒径D50≤1μm。A.2.4金属锂片或锂带：符合GB/T4369中Li-3牌号要求，直径为16mm～19mm，厚度为0.5mm~1.2mm。A.2.5铜箔：厚度为7mm～15mm。A.2.6泡沫镍：直径为14mm～19mm，厚度为0.15mm～0.25mm。A.2.7隔膜：聚乙烯-聚丙烯复合膜，直径为18mm～20mm。A.2.8电解液：由六氟磷酸锂（LiPF6）溶于有机溶剂（碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）体积比为1：1：1）中形成的浓度为1mol/L的溶液。A.2.9扣式电池组件：CR2016或CR2032电池标准结构件，包括负极壳、垫片、弹簧支撑片（CR2016不含本组件）、正极壳。A.3仪器与设备A.3.1电池测试仪：电流精度为（0.05%RD+0.05%FS），电压精度为（0.05%RD+0.05%FS）。A.3.2惰性气氛（氩气）手套箱：一个标准大气压，箱体总泄露率（体积分数）≤5×10-4h-1。A.3.3真空干燥箱：真空度＜100Pa，温度控制范围为室温至250℃,温度最大波动度±2℃,温度指示误差±2℃,温度均匀度±5℃。A.3.4鼓风干燥箱：温度控制范围为室温至120℃,温度最大波动度±2℃、温度指示误差±2℃,温度均匀度±3℃。A.3.5电子天平：分度值为0.0001g。A.3.6电子天平：分度值为0.00001g。A.3.7涂膜涂布器：刮刀高度为200μm～350μm。A.3.8辊压机：压力范围为3t/m～5t/m。A.3.9海绵抛光棒。A.3.10冲片机。A.3.11扣式电池封口机。A.3.12行星式搅拌机。A.4试验步骤A.4.1极片制备A.4.1.1制备条件极片制备应在温度25℃±2℃,相对湿度≤50%的环境条件下进行。7XX/TXXXXX—XXXXA.4.1.2称量试样、导电剂（导电炭黑和导电石墨混合物）、丙烯腈多元共聚物（折算成固含量）按其质量分数比为75：15：10计算，分别用电子天平（A.3.5）称量。A.4.1.3制浆将称量的试剂和材料加入行星式搅拌机下的烧杯中进行混合搅拌，直至混合物浆料呈膏状，膏状浆料固含量应在40%～45%，且无明显颗粒。A.4.1.4涂覆将A.4.1.3中分散均匀的浆料使用涂膜涂布机均匀涂覆在铜箔上，直至表面光滑，水平置于玻璃平板上，并整体移入鼓风干燥箱中，在95℃~105℃干燥至少2h，获得单面面密度为60g/m2～100g/m2的待加工极片。A.4.1.5辊压取A.4.1.4中的待加工极片并裁去片头3cm和片尾2cm。调节辊压机对辊间隙，将极片进行辊压，当极片压实密度达到设计值1.3g/cm3～1.5g/cm3时，停止辊压。A.4.1.6制备取A.4.1.5中达到压实密度设计值的极片，使用冲片机冲出直径为6mm～16mm的足够数量的极片，用电子天平准确称重后，其质量记为me。使用称量纸、铝箔包好后移入真空干燥箱中，抽真空在110℃~130℃干燥6h～12h，随后装入零件盒，并转移至惰性气氛（氩气）手套箱中存放，获得加工好的极片。截取一片铜箔，冲取10个直径与加工好的极片直径相同的圆片，用电子天平（A.3.6）准确称重后计算其质量平均值，记为mCu。扣式电池中活性物质的质量按式（A.1）计算：m=（me−mcu）×w············································(A.1)式中：m——扣式电池中活性物质的质量，单位为克（gme——极片质量，单位为克（g）；mCu——极片质量，单位为克（g）；ω——称量配方中活性物质的质量分数。A.4.2扣式电池组装A.4.2.1扣式电池组装环境：温度25℃±2℃,水分含量≤1mg/m3，氧气含量≤10mg/m3。A.4.2.2扣式电池的组装应在惰性气氛（氩气）手套箱中进行，装配顺序自下而上以此为：正极壳、极片、隔膜、金属锂片、泡沫镍、垫片、弹簧支撑片、负极壳。具体操作可参考下述步骤：——正极壳开口向上，平整地放于水平台面上，不应使粉尘污染电池壳；——用滴管在正极壳上滴加适量电解液，用镊子放入极片，使电解液将极片吸住，并平整地处于正极壳正中；——用镊子放置隔膜使其完全覆盖极片并居中；——在隔膜上正中滴加电解液，用镊子夹起金属锂片，使用海绵抛光棒打磨至表面光滑无毛刺，放入打磨好后的金属锂片，轻压使金属锂片被电解液吸住，并调金属锂片至隔膜正中间位置；——用镊子将泡沫镍居中放置；——用镊子放置垫片和弹簧支撑片，并确保垫片、弹簧支撑片、泡沫镍、金属锂片对齐居中；——用滴管将电解液注入到正极壳中，电解液添加总量为30μL～80μL；——平移到扣式电池封装机上，扣压封装；——对组装的试验电池逐一编号并做记录。A.4.3扣式电池测试8XX/TXXXXX—XXXXA.4.3.1组装的扣式电池在25℃±2℃下，采用电池测试仪进行测试；A.4.3.2测定首次放电比容量和首次库伦效率时，充放电倍率为0.1