ICS29.050 Q53 中华人民共和国国家标准 GB/T30836—2014 锂 离子电池用钛酸锂及其 炭复合负极材料 Lithiumtitaniumoxideanditscarboncompositeanodematerialsfor lithiumionbattery 2014-06-24发布 2015-04-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 分类和代号 2 ……………………………………………………………………………………………… 5 技术要求 2 ………………………………………………………………………………………………… 6 试验方法 3 ………………………………………………………………………………………………… 7 检验规则 5 ………………………………………………………………………………………………… 8 包装、标志 6 ………………………………………………………………………………………………… 9 贮存和运输 6 ……………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 锂含量的测定方法 7 ……………………………………………………………… 附录B(规范性附录) 材料晶体结构和残留TiO2的测定方法 10 ………………………………………GB/T30836—2014 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人:岳敏、梁奇、梅佳、贺雪琴、孔东亮、黄友元、张少波、刘修明、秦军、陈南敏、 毛爱平、张庆来。 ⅠGB/T30836—2014 锂离子电池用钛酸锂及其 炭复合负极材料 1 范围 本标准规定了锂离子电池用钛酸锂及其炭复合负极材料的术语和定义、分类和代号、技术要求、试 验方法、检验规则及包装、标志、贮存和运输。 本标准适用于锂离子电池用钛酸锂及其炭复合负极材料(以下简称钛酸锂负极材料),电化学电容 器用钛酸锂也可参照本标准使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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 包装储运图示标志 GB/T5162 金属粉末 振实密度的测定 GB/T6283 化工产品中水分含量的测定 卡尔·费休法(通用方法) GB/T6388 运输包装收发货标志 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T9724 化学试剂 pH值测定通则 GB/T13732 粒度均匀散料抽样检验通则 GB/T19077.1 粒度分析 激光衍射法 第1部分:通则 GB/T19587 气体吸附BET法测定固态物质比表面积 GB/T20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法) GB/T24533—2009 锂离子电池石墨类负极材料 DZ/T0064.49 地下水质检验方法 滴定法测定碳酸根、重碳酸根和氢氧根 JCPDS(00-049-0207) 钛酸锂X射线粉末衍射标准图谱 IEC62321 电子电气产品中限用的六种物质(铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚)浓度的测 定程序[Electrotechnicalproducts—Determinationoflevelsofsixregulatedsubstances(lead,mercury, cadmium,hexavalentchromium,polybrominatedbiphenyls,polybrominateddiphenylethers)] 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 钛酸锂及其炭复合负极材料 lithiumtitaniumoxideanditscarboncompositeanodematerials 钛酸锂或经碳复合的钛酸锂材料。该材料与正极材料在一定体系下协同作用实现锂离子电池充电 和放电,在充电过程中,钛酸锂负极材料接受锂离子的嵌入,而放电过程中,实现锂离子的脱出。 1GB/T30836—2014 4 分类和代号 4.1 产品分类 不含碳的钛酸锂负极材料用LTO表示,炭复合钛酸锂负极材料用LTO@C表示,其中LTO表示 钛酸锂、@表示两种材料的复合、C表示碳: ———不含碳钛酸锂负极材料(LTO)分为三个类别,分别表示为LTO-Ⅰ、LTO-Ⅱ、LTO-Ⅲ,其具 体性能要求详见表2; ———炭复合钛酸锂负极材料(LTO@C)分为三个类别,分别表示为LTO@C-Ⅰ、LTO@C-Ⅱ、 LTO@C-Ⅲ,其具体性能要求详见表2。 4.2 产品代号 产品代号由类别、D50和首次可逆比容量等依次排列组成,具体示例见表1。 表1 产品代号示例及其表示的含义 示例 表示的含义 LTO-Ⅰ-0.70-165平均粒径D50为0.70μm、首次可逆比容量≥165mA·h/g的Ⅰ类不含碳的钛酸锂负极材料 LTO@C-Ⅰ-0.65-165平均粒径D50为0.65μm、首次可逆比容量≥165mA·h/g的Ⅰ类炭复合钛酸锂负极材料 5 技术要求 5.1 外观 产品外观一般为颜色均一的白色或灰黑色粉末,无明显结块。 5.2 技术指标 钛酸锂及其炭复合负极材料的技术指标应符合表2的规定。产品指标应满足该类产品的所有指 标,否则不归于该类别。不能归于表2中产品类别或有特殊要求的产品由供需双方协商确定性能要求 和验收方式。 表2 钛酸锂及其炭复合负极材料技术指标 技术指标产品代号 LTO LTO@C LTO-ⅠLTO-ⅡLTO-ⅢLTO@C-ⅠLTO@C-ⅡLTO@C-Ⅲ 理化 性能粒径D50/μm 0.5~10 0.5~10 水分含量/(mg/kg) ≤1000≤1000≤1500≤1000≤1500≤2000 pH值 10.5±1.0 10.5±1.0 振实密度/(g/cm3) ≥1.00≥0.95≥0.90≥0.90≥0.80≥0.70 粉末压实密度/(g/cm3) ≥2.1 ≥2.0 ≥1.9 ≥2.0 ≥1.9 ≥1.8 真密度/(g/cm3) ≥3.4 ≥3.1 2GB/T30836—2014 表2(续) 技术指标产品代号 LTO LTO@C LTO-ⅠLTO-ⅡLTO-ⅢLTO@C-ⅠLTO@C-ⅡLTO@C-Ⅲ 理化 性能BET比表面积/(m2/g) ≤10 ≤18 碳含量/% — ≤10.0 锂含量(除碳含量之外)/% 6.0±1.0 6.0±1.0 铁含量/(mg/kg) ≤30 ≤50 ≤80 ≤30 ≤50 ≤80 晶体结构符合JCPDS卡 00-049-0207符合JCPDS卡 00-049-0207 锐钛型TiO2峰强比I101/I111 ≤0.01 ≤0.01 金红石型TiO2峰强比I110/I111 ≤0.03 ≤0.03 电化学 性能首次可逆比容量/(mA·h/g)≥165.0≥160.0≥155.0≥165.0≥160.0≥155.0 首次库仑效率/% ≥93.0≥92.0≥90.0≥94.0≥93.0≥92.0 磁性物 质含量(铁+铬+镍)/(mg/kg) ≤20 ≤20 残碱量(CO32-+HCO3-+OH-)/(mg/kg)≤800≤1000≤1200≤800≤1000≤1200 阴离子 含量Cl-/(mg/kg) ≤30 ≤30 SO42-/(mg/kg) ≤30 ≤30 限用物 质含量镉及其化合物/(mg/kg) ≤5 ≤5 铅及及其化合物/(mg/kg) ≤100 ≤100 汞及其化合物/(mg/kg) ≤100 ≤100 六价铬及其化合物/(mg/kg) ≤100 ≤100 注:首次可逆容量和首次库仑效率测试条件:充电限制电压为2.5V,放电终止电压为1.0V,充放电电流倍率为1C。 6 试验方法 6.1 外观 自然光条件下目视观察。 6.2 粒径D50 按照GB/T19077.1中规定的测定方法进行测定。 6.3 水分含量 按照GB/T6283中规定直接电位滴定法测定水分含量的测定方法进行测定。 3GB/T30836—2014 6.4 pH值 先后称取1.000g±0.001g(精确到0.0001g)试样和50.00g±0.01g(精确到0.0001g)水于 100mL烧杯中,搅拌后,超声10min,静置即获得待测溶液。参考GB/T9724中规定的测定方法对待 测溶液进行测定,测定结果即为试样pH值。 6.5 振实密度 按照GB/T5162中规定的测定方法进行测定。 6.6 粉末压实密度 按照GB/T24533—2009中附录L规定的测定方法进行测定。 6.7 真密度 GB/T24533—2009中附录E规定的测定方法进行测定。 6.8 BET比表面积 按照GB/T19587中规定的容量法测定粉末BET比表面积的测定方法进行测定。 6.9 碳含量 按照GB/T20123中规定的测定方法进行测定。 6.10 锂