《锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线》

ICS71.120.99

CCSG92

团体标准

T/CMIF？？？？—2023

锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线

Intelligentproductionlineoflithiumironphosphateforlithiumbattery

（征求意见稿）

（本草案完成时间：2023.07.24）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

中国机械工业联合会发布

T/CMIF？？？？—2023

锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线

1范围

本文件规定了锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线的术语和定义、生产线分类、组成与基本参数、基

本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和使用说明等。

本文件适用于锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线的设计与制造。

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/T150压力容器（所有部分）

GB/T191包装储运图示标志

GB/T3767声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工程法

GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T4830—2015工业自动化仪表气源压力范围和质量

GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件

GB/T6283化工产品中水分含量的测定卡尔·费休法(通用方法)

GB/T7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则

GB/T7251.8低压成套开关设备和控制设备第8部分：智能型成套设备通用技术要求

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T13306标牌

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB18613电动机能效限定值及能效等级

GB/T19077粒度分析激光衍射法

GB31573无机化学工业污染物排放标准

GB/T41704—2022锂离子电池正极材料检测方法磁性异物含量和残余碱含量的测定

GB50093自动化仪表工程施工及质量验收规范

GB50126工业设备及管道绝热工程施工规范

GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

GB50170电气装置安装工程旋转电机施工及验收标准

GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范

GB50184工业金属管道工程施工质量验收规范

GB/T50185工业设备及管道绝热工程施工质量验收标准

GB50231机械设备安装工程施工及验收通用规范

GB50235工业金属管道工程施工规范

GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工规范

GBZ2.1—2019工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素

TSG21固定式压力容器安全技术监察规程

TSGD0001压力管道安全技术监察规程工业管道

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3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线intelligentproductionlineoflithiumironphosphate

forlithiumbattery

用于生产锂电池磷酸铁锂材料，具有遥测、遥信、遥控、遥调等全部或部分功能的成套设备。

4生产线分类、组成与基本参数

4.1分类

根据生产工艺所使用的不同溶剂可分为水系和醇系两种生产线。

4.2典型组成

锂电池磷酸铁锂材料智能化生产线（简称生产线）主要由配料单元、研磨单元、干燥单元、烧结单

元、粉碎单元、包装单元、控制系统等组成。

注：控制系统主要是实现其他各单元的控制，根据各单元控制需求进行设计。

4.3基本参数

生产线基本参数包括：

a)生产能力：t/a；

b)计量精度：%；

c)功率：kW；

d)额定电压：V；

e)额定频率：Hz。

4.4正常工作条件

4.4.1环境温湿度条件：

a)温度：-5℃～+60℃；

b)相对湿度：≤90%。

4.4.2电源条件：

a)电压：10kV及以下三相供电电压，允许偏差为±7%；

b)频率：（50±1）Hz。

4.4.3仪表及工艺用压缩空气：

a)气源压力：≥0.6MPa；

b)气源质量：仪表用气符合GB/T4830—2015中第4章的要求。

5基本要求

5.1生产线应符合本文件的要求，并按经规定程序批准的图样及技术文件制造。

5.2生产线应根据物料特性、现场布置情况、生产能力进行设计。

5.3压力容器、压力管道、安全卸压装置的设计、制造应符合GB/T150、TSG21、TSGD0001中的有

关规定。

5.4生产线应有防静电措施和除尘装置。

5.5生产线自动化、智能化设备台数占设备总台数比例不应低于90%。

5.6生产线自动化、智能化设备联网率不应低于90%。

5.7生产线应配置数据采集监控系统，关键节点的数据采集率不应低于90%。

5.8生产线应采用可靠的信息安全措施。

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5.9生产线中的电机、窑炉等装备应采用节能设备。

6技术要求

6.1外购件及材料要求

6.1.1外购配套零部件应有合格证明文件。

6.1.2在材质的工作温度符合生产工艺文件要求的条件下，生产线的组成设备、管道、阀门及气动元

件等宜使用非金属或不锈钢等材质，与物料接触面宜使用非金属或非金属内衬。

6.1.3设备表面喷漆时，不应使用含有Zn、Pb、Cu等杂质元素的油漆。

6.1.4电气控制柜柜体外壳宜采用碳钢喷塑或300系列不锈钢，所使用的油漆不宜含有Zn、Pb、Cu等

杂质元素。

6.1.5生产线所用电机应符合GB18613的要求。

6.2外观

6.2.1生产线整体结构布置应紧凑、合理。

6.2.2设备表面应平整光洁，色泽一致。

6.2.3设备、零部件表面应防腐处理，涂层应均匀，色泽一致，无皱纹、气泡和流挂等缺陷。

6.2.4焊接件的焊缝应平整，符合技术文件的要求，无影响外观质量的缺陷。

6.3生产线性能

6.3.1生产能力

生产能力不应低于设计能力。

6.3.2计量精度

计量精度应为±0.1%。

6.3.3水分含量

生产线生产的锂电池磷酸铁锂材料的水分含量应低于1000ppm。

6.3.4磁性杂质含量

6.3.4.1生产线生产的锂电池磷酸铁锂材料的磁性杂质含量不应大于1ppm。

6.3.4.2生产线生产的锂电池磷酸铁锂材料每千克产品中的金属颗粒不应大于95颗。

6.3.5可靠性

生产线年运行时间不低于7200h条件下，总故障停机时间不应大于240h。

6.4主要功能单元

6.4.1配料单元

6.4.1.1配料设备计量精度应为±0.1%。

6.4.1.2物料经混合后，分散罐内的混合物料的固含量应符合生产工艺文件的要求。

6.4.2研磨单元

6.4.2.1浆料温度应不超过45℃。

6.4.2.2研磨介质装填体积比应为（70±5）%。

6.4.2.3经过细磨设备后的颗粒粒径应符合生产工艺文件的要求。

6.4.3干燥单元

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6.4.3.1经干燥设备干燥后的物料含水率应不大于3%。

6.4.3.2干燥后的物料粒径应符合生产工艺文件的要求。

6.4.4烧结单元

6.4.4.1窑炉各温区温度应符合设定的温升曲线，恒温区控温精度不应大于±1℃。

6.4.4.2恒温区各处温度应均匀，同一截面温差∆t不应大于10℃。

6.4.4.3窑炉各温区的氧含量应不大于30ppm。

6.4.4.4气密性：经保压试验，窑炉压降应不大于初始压力的20%。

6.4.5粉碎单元

粉碎后的颗粒粒径应符合生产工艺文件的要求，最大颗粒直径Dmax应不大于25μm。

6.4.6包装单元

6.4.6.1包装机计量精度不应超过±0.1%。

6.4.6.2生产线生产的锂电池磷酸铁锂材料的水分应符合6.3.3的要求。

6.4.6.3经粉碎、除磁后，物料中磁性杂质含量应符合6.3.4的要求。

6.5控制系统

6.5.1功能

6.5.1.1控制系统由PLC控制系统和中控系统组成，PLC控制系统可用于实现单元具体控制，中控系

统可实现各单元远程控制及生产设备运行状态、电参量的远程监控。

6.5.1.2控制系统应具有本地及远程操作模式：本地模式下，通过现场操作箱或触摸屏实现对各单元

设备的手动和自动控制；远程模式下，通过中控系统实现对各单元设备的手动和自动控制。

6.5.1.3控制系统应配置急停按钮，急停按钮松开锁定后，各单元不应自动重新启动。

6.5.1.4控制系统应具有报警（故障报警、超温预警、过流预警、漏电预警等）、故障自诊断、故障

记录和查询等功能。

6.5.1.5控制系统应具有联锁保护功能。

6.5.1.6控制系统应具有自动数据采集、实时曲线显示和历史曲线查询等功能。

6.5.1.7控制系统应具有智能故障分析、智能数据统计和智能数据存储功能。

6.5.1.8控制系统应具有报表生成、存储、查询及导出等功能。

6.5.1.9控制系统应具有定期维护保养等智能提醒功能。

6.5.1.10控制系统应具有智能防错投料、在线检测（压力、流量、浓度等）、环境监测（温湿度、粉

尘）和能耗实时统计等功能。

6.5.1.11控制系统应具有通讯监控功能，实时监测设备通讯状态和定位故障点。

6.5.1.12控制系统应具有操作权限设置功能。

6.5.2电气控制柜

电气控制柜导线接线端和接线端子不应裸露，且应符合GB/T7251.1、GB/T7251.8的规定。

6.5.3防护等级

电气控制柜防护等级应符合GB/T4208的规定。

6.6安装质量

6.6.1机械设备安装质量应符合GB50231的规定。

6.6.2工业设备及管道绝热施工质量应符合GB50126的规定。

6.6.3设备及管道焊接施工应符合GB50236的规定。

6.6.4管道安装质量应符合GB50235的规定。

6.6.5电气安装质量应符合GB50093、GB50150、GB50170、GB50171的规定。

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6.7空载运行

生产线空载运行时，应符合下列要求：

a)各单元动作联锁应符合工艺设计要求；

b)运行平稳，无异常振动，无干涉、卡阻及异响；

c)各控制按钮、开关应灵敏和可靠；

d)控制系统动作准确，信号可靠无干扰；

e)各控制仪表、显示屏显示灵敏和准确。

6.8电气安全

6.8.1过载保护

生产线配置的额定功率大于0.3kW的电机应有过载保护装置，在过载或短路保护动作后不应自动重

启，在满负荷工作时，应能保证系统的正常运行。

6.8.2耐电压

生产线的电气设备的所有电路导线和保护接地电路之间的耐电压应符合GB/T5226.1—2019中18.4

的规定。

6.8.3绝缘电阻

生产线的动力电路和保护接地电路间的绝缘电阻应符合GB/T5226.1—2019中18.3的规定。

6.8.4接地电阻

接地电阻不应大于4Ω。

6.9安全防护

6.9.1工艺孔等有坠落危险的部位应设置盖板或安全栏杆等防护措施。

6.9.2楼梯、工艺平台、易滑倒的操作通道应采取防滑措施。

6.9.3转动设备的转动部位、运动部位应设防护罩。

6.9.4有转动部件的检修门（孔）应有联锁保护装置。

6.9.5设备高温部位应采取隔热等保护措施。

6.9.6生产线应有安全警示标识。

6.10防爆性能

醇系生产线配料单元、研磨单元、干燥单元等应设在防爆车间内，防爆车间内气力输送管道应采用

导电陶瓷管道；所用电气设备防爆要求应符合GB/T3836.1的要求。

6.11环境保护

6.11.1生产线粉尘排放应符合GB31573及相应地方标准的规定；工作场所有害物浓度应符合GBZ2.1

—2019的规定。

6.11.2生产线运行噪声不应高于85dB（A）。

7试验方法

7.1外购件及材料检验

外购件及材料采取查验质量合格证明材料进行检验，结果应符合6.1的要求。

7.2外观检验

外观采取目测、手感方式进行检验，结果应符合6.2的要求。

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7.3生产线性能

7.3.1生产能力

在空载状态下，按操作使用说明书规定的程序启动生产线。运行30min以上并稳定运行后，投入物

料进行生产，按批次前、中、后均匀取样，检测产品是否符合6.3.1的要求。

产品符合要求后开始计时，连续生产规定时间（t/h），包装称重（w/t），按式（1）计算生产线

年生产能力（a）：

푤

a=×7200·········································································(1)

푡

7.3.2计量精度

在空载状态下，按操作使用说明书规定的程序启动生产线，给配料秤设定给料目标值（目标值不小

于满量程的三分之一，不大于满量程）。运行30min以上且稳定运行后，投入物料进行生产并人工接料，

采用符合精度要求的台秤称量实际接料量，并按式（2）计算计量精度，结果应符合6.3.2的要求。

实际接料量−给定目标值

计量精度=×100%···················································(2)

给定目标值

7.3.3水分含量

称取（1～2）g样品，精确到0.0002g，并按GB/T6283的规定测定水分含量，结果应符合6.3.3的要

求。

7.3.4磁性杂质含量

7.3.4.1磁性杂质含量按GB/T41704—2022的规定测定，结果应符合6.3.4的要求。

7.3.4.2采用清洁度分析仪，并按仪器操作使用说明书测定金属颗粒。

7.3.5可靠性

生产线调试稳定后，连续运行7200h，统计因故障造成的停机时间，结果应符合6.3.5的要求。

7.4主要功能单元性能检验

7.4.1配料单元

7.4.1.1计量精度

计量精度按7.3.2的规定测定，结果应符合6.4.1.1的要求。

7.4.1.2混合均匀性

准确称取浆料（0.2～1.0）g，在105℃干燥30min，冷却后称量；计算烘干后物料和浆料的质量比

值，结果应符合6.4.1.2的要求。

7.4.2研磨单元

7.4.2.1浆料温度采用符合精度要求的红外测温仪测量，结果应符合6.4.2.1的要求。

7.4.2.2精确称取研磨介质的质量，根据介质的密度计算研磨介质的体积；并计算装填比例，结果应

符合6.4.2.2的要求。

7.4.2.3细磨后物料粒径按GB/T19077的规定测定，结果应符合6.4.2.3的要求。

7.4.3干燥单元

7.4.3.1按7.3.3条的规定进行，结果应符合6.4.3的要求。

7.4.3.2物料粒径按GB/T19077的规定测定，结果应符合6.4.3.2的要求。

7.4.4烧结单元

7.4.4.1温度一致性

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依据温升曲线进行烧结，采用测温热电偶测量各温区的温度，并计算与该回路设定温度的差，连续

测量4h，结果应符合6.4.4.1的要求。

7.4.4.2温度均匀性

炉内匣钵内均匀放置砂石等代替烧成产品，在同一断面的匣钵（空匣钵）中央各放置1个测温片后

入炉进行烧结。烧成后用千分尺测量测温片的形变，查阅测温片的温度对照表，计算出每个点的温度，

并计算最大温差，最大温差结果应符合6.4.4.2的要求。

7.4.4.3氧含量

采用符合精度要求的氧含量测试仪，并按仪器操作使用说明书进行测试。

7.4.4.4气密性

在密闭的炉腔内通入1000Pa的空气，保压60min，观察压力表读数，应符合6.4.4.4的要求。

7.4.5粉碎单元

物料粒径按GB/T19077的规定测定，结果应符合6.4.5的要求。

7.4.6包装单元

7.4.6.1计量精度按7.3.2的规定测定，结果应符合6.4.6.1的要求。

7.4.6.2生产线生产的锂电池磷酸铁锂材料的水分按7.3.3的规定测试，结果应符合6.4.6.2的要求。

7.4.6.3经粉碎、除磁后，物料中磁性杂质含量按7.3.4的规定测试，结果应符合6.4.6.3的要求。

7.5控制系统

7.5.1功能

生产线运行过程中，检查控制系统各项功能，结果应符合6.5.1的要求。

7.5.2电气控制柜

电气控制柜按GB/T7251.1、GB/T7251.8的规定测定，结果应符合6.5.2的要求。

7.5.3防护等级

电气控制柜外壳防护等级按GB/T4208的规定测定，结果应符合6.5.3的要求。

7.6安装质量

7.6.1机械设备安装质量验收按GB50231的规定进行，结果应符合6.6.1的要求。

7.6.2工业设备及管道绝热施工质量验收按GB/T50185的规定进行，结果应符合6.6.2的要求。

7.6.3设备及管道焊接质量施工验收按GB50236的规定进行，结果应符合6.6.3的要求。

7.6.4管道安装质量验收按GB50184的规定进行，结果应符合6.6.4的要求。

7.6.5电气安装质量验收按GB50093、GB50150、GB50170、GB50171的规定进行，结果应符合6.6.5

的要求。

7.7空载运行

按操作使用说明书规定的操作程序，生产线在空载状态下运行2h并进行下列操作，结果应符合6.7

的要求：

a)模拟操作检查联锁装置的可靠性及各机构是否出现干涉现象；

b)模拟各种错误操作，检查各设备运行情况；

c)检查生产线在运行过程中是否平稳，有无异常振动、干涉、卡阻及异响；

d)模拟操作各控制按钮、开关，检查各控制按钮、开关是否灵敏、可靠；

e)设定运行参数，检查控制系统动作是否准确，信号是否干扰；

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f)目测检查各控制仪表、显示屏的显示是否灵敏、准确。

7.8电气安全

7.8.1过载保护

7.8.1.1目测检查生产线电机是否有过载保护装置。

7.8.1.2模拟过载或短路的情形，观察保护装置发生保护动作后电机是否自动重启；手动重启后，电

机是否正常运转。

7.8.1.3结果应符合6.8.1的要求。

7.8.2耐电压

耐电压按GB/T5226.1—2019中18.4的规定测定，结果应符合6.8.2的要求。

7.8.3绝缘电阻

绝缘电阻按GB/T5226.1—2019中18.3的规定测定，结果应符合6.8.3的要求。

7.8.4接地电阻

接地电阻采用接地电阻测试仪检测，结果应符合6.8.4的要求。

7.9安全防护

安全防护措施和标识采用目测、手感检查，结果应符合6.9的要求。

7.10防爆性能

电机、电气元件的防爆性能等级按GB/T3836.1、GB/T3836.2的规定测定，应符合6.10的要求。

7.11环境保护

7.11.1生产线粉尘排放浓度、工作场所有害物浓度分别按GB31573、GBZ2.1—2019中第5章的规定

测定，结果应符合6.10.1的要求。

7.11.2生产线运行噪声按GB/T3767的规定测定，结果应符合6.10.2的要求。

8检验规则

8.1检验分类

检验分为出厂检验和型式检验。

8.2出厂检验

出厂检验项目见表1。

表1检验项目

本文件条款

序号检验项目出厂检验型式检验

要求试验方法

1外观6.27.2△○

2生产能力6.3.17.3.1○

3计量精度6.3.27.3.2○

4生产线性能水分含量6.3.37.3.3○

5磁性杂质含量6.3.47.3.4○

6可靠性6.3.57.3.5○

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表1（续）

本文件条款

序号检验项目出厂检验型式检验

要求试验方法

7计量精度6.4.1.17.4.1.1△○

配料单元

8混合均匀性6.4.1.27.4.1.2○

9浆料温度6.4.2.17.4.2.1○

10研磨单元装填比例6.4.2.27.4.2.2○

11物料粒径6.4.2.37.4.2.3○

12水分含量6.4.3.17.4.3.1○

干燥单元

13物料粒径6.4.3.27.4.3.2○

14温升一致性6.4.4.17.4.4.1○

15温度均匀性6.4.4.27.4.4.2○

烧结单元

16氧含量6.4.4.37.4.4.3○

17气密性6.4.4.47.4.4.4○

18粉碎单元物料粒径6.4.57.4.5○

19计量精度6.4.6.17.4.6.1○

20包装单元水分含量6.4.6.27.4.6.2○

21磁性杂质含量6.4.6.37.4.6.3○

22功能6.5.17.5.1○

23控制系统电气控制柜6.5.27.5.2○

24防护等级6.5.37.5.3○

25安装质量6.67.6△○

26空载运行6.77.7○

27过载保护6.8.17.8.1○

28耐电压6.8.27.8.2△○

电气安全

29绝缘电阻6.8.37.8.3△○

30接地电阻6.8.4