Graphit-Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien

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2025-04-04

Entwurfsstellen

GB / T 24533-2019 „Graphit-Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien“ wird unter der Zuständigkeit von TC183 (Nationales Technisches Komitee 183 für Stahl der Standardisierungsverwaltung von China), TC183SC15 (Unterkomitee 15 für Kohlenstoffe des Nationalen Technischen Komitees 183 für Stahl der Standardisierungsverwaltung von China) und der zuständigen Stelle, dem China Iron and Steel Industry Association, berichtet. Die Hauptentwurfsstellen sind Shenzhen BTR New Energy Materials Co., Ltd., Guangdong Dongdao New Energy Co., Ltd., BTR (Jiangsu) New Material Technology Co., Ltd., Huizhou BTR New Material Technology Co., Ltd, BTR Ltd., Tianjin BTR New Energy Materials Co., Ltd., China Metallurgical Information and Standardization Institute.

Begriffe und Definitionen

Das Graphit-Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verwendet ein kristallines, schichtartiges, graphitbasierendes Kohlenstoffmaterial. Es arbeitet synergistisch mit dem Kathodenmaterial, um mehrfaches Laden und Entladen der Lithium-Ionen-Batterie zu erreichen. Während des Ladeprozesses akzeptiert die negative Graphit-Elektrode eingekapselte Lithiumionen, und während des Entladeprozesses gibt sie die Lithiumionen wieder ab. Die theoretische Kapazität von graphitbasierten Anodenmaterialien beträgt 372 (mA • h) / g, grauschwarz oder stahlgrau mit metallischem Glanz.

Produktkategorien

Graphit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien sind in drei Kategorien unterteilt: natürliches Graphit, künstliches Graphit und Verbundgraphit. Davon wird ein natürliches Graphit durch NG (Natürliches Graphit) repräsentiert; künstliches Graphit wird durch AG (Künstliches Graphit) repräsentiert; Verbundgraphit enthält mindestens zwei Komponenten aus natürlichem und künstlichem Graphit und wird durch CG (Verbundgraphit) repräsentiert. Das künstliche Graphit kann weiter in die folgenden drei Typen unterteilt werden:

(1) Mesophase-Kohlenstoff-Mikrosphären-Künstliches Graphit, ausgedrückt als CMB;

(2) Nadelnkohle-Künstliches Graphit, dargestellt durch NAG;

(3) Petroleumkohle-Künstliches Graphit, dargestellt durch CPAG.

Tabelle 1 Qualitäten der Graphit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien
Qualität		Qualität	Erste Entladung spezifische Kapazität (mA • h) / g	Erste Coulomb-Effizienz %	Pulververdichtungsdichte g / cm3	Graphitisierungsgrad %	Feststoffkohleanteil %	Gehaltsstoffe ppm	Eisenanteil ppm	RoHS-Zertifizierung
NG		i	≥360.0	≥95.0	≥1.65	≥96	≥99.97	≤0.1	≤10	Bestanden
		n	≥360.0	≥93.0	≥1.55	≥94	≥99.95	≤0.1	≤30	Bestanden
		m	≥345.0	≥91.0	≥1.45	≥92	≥99.90	≤0.5	≤50	Bestanden
AG	CMB	i	≥350.0	≥95.0	≥1.50	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Bestanden
		n	≥340.0	≥94.0	≥1.40	≥90	≥99.95	≤0.5	≤50	Bestanden
		m	≥340.1	≥90.0	≥1.20	≥90	≥99.70	≤1.5	≤100	Bestanden
	NAG	i	≥340.2	≥94.0	≥1.25	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Bestanden
		n	≥340.3	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Bestanden
		m	≥340.4	≥90.0	≥1.10	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Bestanden
	CPAG	i	≥340.5	≥95.0	≥1.40	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Bestanden
		n	≥340.6	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Bestanden
		m	≥340.7	≥90.0	≥1.00	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Bestanden
CG		i	≥340.8	≥94.0	≥1.60	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Bestanden
		n	≥340.9	≥92.0	≥1.50	≥92	≥99.95	≤0.1	≤30	Bestanden
		m	≥340.10	≥91.0	≥1.40	≥90	≥99.70	≤0.5	≤50	Bestanden
Hinweis 1: Das Produkt muss alle Indikatoren dieser Produktklasse erfüllen, ansonsten wird es nicht als diese Klasse klassifiziert. Hinweis 2: RoHS ist die Zertifizierung, die den Inhalt von eingeschränkten Stoffen erfüllt.

Produktcode

Der Produktcode setzt sich aus dem Kategoriencode, dem Klassen-code, D50 und der spezifischen Kapazität der ersten Entladung in dieser Reihenfolge zusammen, das heißt, der Kategoriencode-Klassen-code-D50-spezifische Kapazität der ersten Entladung. Siehe Tabelle 2 für spezifische Beispiele.

Tabelle 2: Produktcode und Erklärung
Beispiel	Erklärung
NG-I-18-360	NG natürliche Grafit, Klasse I Lithium-Ionen-Batterie Grafit-Anodenmaterial, D50 = (18.0 ± 2.0) mm, die spezifische Kapazität der ersten Entladung beträgt 360 (mA-h) / g
AG-CMB-1-22-350	AG-CMB künstlicher Grafit Mesophase, Klasse I Lithium-Ionen-Batterie Grafit-Anodenmaterial, D50 = (22.0 ± 2.0) μm, die spezifische Kapazität der ersten Entladung beträgt 350 (mA-h) / g
AG-NAG-1-18-355	AG-NAG künstlicher Grafit nadelförmiger Koks, Klasse I Lithium-Ionen-Batterie Grafit-Anodenmaterial, D50 = (18.0 ± 2.0) μm, die spezifische Kapazität der ersten Entladung beträgt 355 (mA·h) / g
CG-I-17-355	CG Verbundgrafit, Klasse I Lithium-Ionen-Batterie Grafit-Anodenmaterial, D50 = (17.0 ± 2.0) μm, die spezifische Kapazität der ersten Entladung beträgt 355 (mA-h) / g

Technische Anforderungen

Für die technischen Anforderungen ist das Erscheinungsbild ein Pulver von grauschwarz oder stahlgrau mit metallischem Glanz. Was die physikalischen und chemischen Werte betrifft, so sollten die physikalischen und chemischen Werte der grafitbasierten Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen. Falls besondere Anforderungen bestehen, sollte dies durch Beratung zwischen der Angebots- und Nachfrageseite bestimmt werden.

Tabelle 3 Technische Spezifikationen typischer natürlicher Grafit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

Technischer Indikator			Produktcode
Technischer Indikator			NG-I-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Theatrical performance	Partikelgrößenverteilung	D10, μm	12.0 ± 2.0	9.0 ± 2.0	14.0 ± 2.0
		D50, μm	19.0 ± 2.0	13.0 ± 2.0	23.0 ± 2.0
		D90, μm	28.0 ± 3.0	33.0 ± 3.0	33.0 ± 3.0
		D max, μm	≤50	≤70	≤50
	Fester Kohlenstoff, %		≥99.97	≥99.97	99.95 〜99.90
	Feuchtigkeit, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8 ± 1	5.5 ± 1	5.5 ± 1
	Stampfdichte, g/cm³		≥1.20	≥1.00	≥1.05
	Pulverdichte, g/cm³		≥1.65	1.55 〜1.65	1.45 〜1.55
	Tatsächliche Dichte, g/cm³		2.24 ± 0.02	2.24 ± 0.02	2.22 ± 0.02
	spezifische Oberfläche, m²/g		≤1.5	≤2.5	5.0 ± 0.5
	Interlayer-Abstand d002, nm		0.3357 ± 0.0003	0.3358 ± 0.0003	0.3358 ± 0.0003
Elektrochemische Eigenschaft	Erste Coulomb-Effizienz %		≥95.0	≥93.0	≥91.0
Elektrochemische Eigenschaft	erste Entladung spezifische Kapazität (mAh) / g		≥360.0	≥365.0	≥345.0
Spurmetallische Elemente Magnetische Materialien Spurmetallische Elemente	Fe, ppm		≤10	≤30	≤50
	Na, ppm		≤5	≤5	≤5
	Cr, ppm		≤5	≤5	≤5
	Cu, ppm		≤5	≤5	≤5
	Ni, ppm		≤5	≤5	≤5
	Al, ppm		≤5	≤5	≤5
	Mo, ppm		≤5	≤5	≤5
Magnetische Materialien	Fe + Cr + Ni + Zn + Co, ppm		≤0.1	≤0.1	0.1 〜0.5
Schwefelgehalt	S, ppm		≤20	≤20	≤20

Tabelle 3 (Fortsetzung)
Technische Beschreibung				Produktcode
Technische Beschreibung				NG-1-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Eingeschränkte Stoffe		Cadmium und seine Verbindungen, ppm		≤5	≤5	≤5
		Blei und seine Verbindungen, PPM		≤5	≤5	≤5
		Quecksilber und seine Verbindungen, PPM		≤5	≤5	≤5
		Hexavalentes Chrom und seine Verbindungen, PPM		≤5	≤5	≤5
		Polybromierte Biphenyle, PPM		≤5	≤5	W5
		Polybromierte Biphenylaldehyde, PPM		≤5	≤5	≤5
Anionisch		F-, ppm		≤10	≤10	≤10
		Cl-, ppm		≤30	≤30	≤30
		Br-, ppm		≤10	≤10	≤10
		NO3-, ppm		≤10	≤10	≤10
		SO4-, ppm		≤50	≤50	≤50
Organische Stoffe		Aceton, PPM		≤1	≤1	≤1
		Isopropanol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Toluol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Ebenol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Xylol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Ethanol, PPM		≤1	≤1	≤1
Tabelle 4 Technische Spezifikationen von Kathodenmaterialien für typische künstliche Graphit-Lithium-Ionen-Batterien
Technischer Indikator				Produktcode
Technischer Indikator				AG-CMR- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
Theoretische Leistung	Partikelgrößenverteilung		D10, μm	17.0±2.0	9.0 ±2.0	7.0 ± 2.0
			D50, μm	24.5±2.0	20.0 ±2.0	18.0±2.0
			D90, μm	35.0±3.0	40.0±3.0	35.0±3.0
			D max, μm	≤60	≤70	C75
	Fester Kohlenstoff, %			≥99.70	≥99.95	≥99.70
	Feuchtigkeit, %			≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH			8 ± 1	5.5 ±1	5.5 ± 1
	Stampfdichte, g/cm³			≥1.30	≥1.00	≥1.00
	Pulverdichte, g/cm³			≥1.60	≥1.20	1.30 〜1.45
	Tatsächliche Dichte, g/cm³			2.24±0.03	2.23±O.O3	2.23±0.03
	spezifische Oberfläche, m²/g			0.8±0.5	4.0 士 0.5	4.0±0.5
	Interlayer-Abstand d002, nm			0.3357 ±0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0±0.000 3

Technischer Indikator		Produktcode
Technischer Indikator		AG-CMB- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
Elektrochemische Eigenschaft	Erste Coulomb-Effizienz %	≥95.0	≥93.0	≥90.0
Elektrochemische Eigenschaft	erste Entladung spezifische Kapazität (mAh) / g	≥355.0	≥340.0	≥320.0
Spurmetallische Elemente Magnetische Materialien Spurmetallische Elemente	Fe, ppm	≤20	≤50	≤100
	Na, ppm	≤5	≤5	≤5
	Cr, ppm	≤5	≤5	≤5
	Cu, ppm	≤5	≤5	≤5
	Ni, ppm	≤5	≤5	≤5
	Al, ppm	≤5	≤5	≤5
	Mo, ppm	≤5	≤5	≤5
Magnetische Materialien	Fe + Cr + Ni + Zn + Co, ppm	<0.1	<0.1	0.5 〜1.5
Schwefelgehalt	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Elektrochemische Eigenschaft	Cadmium und seine Verbindungen, ppm	≤5	≤5	≤5
	Blei und seine Verbindungen, PPM	≤5	≤5	≤5
	Quecksilber und seine Verbindungen, PPM	≤5	≤5	≤5
	Hexavalentes Chrom und seine Verbindungen, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polybromierte Biphenyle, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polybromierte Biphenylaldehyde, PPM	≤5	≤5	≤5

Anionisch	F-, ppm	≤10	≤10	≤10
	Cl-, ppm	≤30	≤30	≤30
	Br-, ppm	≤10	≤10	≤10
	NO3-, ppm	≤10	≤10	≤10
	SO4-, ppm	≤50	≤50	≤50
Organische Stoffe	Aceton, PPM	≤1	≤1	≤1
	Isopropanol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ebenol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xylol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ethanol, PPM	≤1	≤1	≤1

Tabelle 5 Technische Indikatoren von Kathodenmaterialien für typische Verbundgraphit-Lithium-Ionen-Batterien
Technischer Indikator			Produktcode
Technischer Indikator			CG-I-17-355	CG-II-18-345	CG-III-20-330
Theatrical performance	Partikelgrößenverteilung	D10, μm	9.0 ± 2.0	8.0±2.0	9.0 ± 2.0
		D50, μm	17.0±2.0	18.0±2.0	20.0±2.0
		D90, μm	35.0±3.0	35.0 ±3.0	38.0 士 3.0
		D max, μm	≤70	≤70	≤60
	Fester Kohlenstoff, %		≥99.70	$99.95	≥99.70
	Feuchtigkeit, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8 ± 1	8 ± 1	5.5 ± 1
	Stampfdichte, g/cm³		≥1.10	≥1.00	≥1.00
	Pulverdichte, g/cm³		≥1.60	≥1.50	1.30 〜1.40
	Tatsächliche Dichte, g/cm³		2.24 ± 0.02	2.23±0.03	2.23±0.03
	spezifische Oberfläche, m²/g		≤2.0	3.0±0.5	3.5±0.5
	Interlayer-Abstand d002, nm		0.3357 土 0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0 土 0.000 3
Elektrochemische Eigenschaft	Erste Coulomb-Effizienz %		≥94.0	≥92.0	291.0
Elektrochemische Eigenschaft	erste Entladung spezifische Kapazität (mAh) / g		≥355.0	≥345.0	≥330.0


Spurmetallische Elemente Magnetische Materialien Spurmetallische Elemente	Fe, ppm	≤20	≤30	≤50
	Na, ppm	≤5	≤5	≤5
	Cr, ppm	≤5	≤5	≤5
	Cu, ppm	≤5	≤5	≤5
	Ni, ppm	≤5	≤5	≤5
	Al, ppm	≤5	≤5	≤5
	Mo, ppm	≤5	≤5	≤5
Magnetische Materialien	Fe + Cr + Ni + Zn + Co, ppm	<0.1	<0.1	0.1 〜0.5
Schwefelgehalt	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Elektrochemische Eigenschaft	Cadmium und seine Verbindungen, ppm	≤5	≤5	≤5
	Blei und seine Verbindungen, PPM	≤5	≤5	≤5
	Quecksilber und seine Verbindungen, PPM	≤5	≤5	≤5
	Hexavalentes Chrom und seine Verbindungen, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polybromierte Biphenyle, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polybromierte Biphenylaldehyde, PPM	≤5	≤5	≤5

Technischer Indikator		Produktcode
Technischer Indikator		CG-I-17-355	CG II -18-345	CG-III-20-330
Anionisch	F-, ppm	≤10	≤10	≤10
	Cl-, ppm	≤30	≤30	≤30
	Br-, ppm	≤10	≤10	≤10
	NO3-, ppm	≤10	Q0	≤10
	SO4-, ppm	≤50	≤50	≤50
Organische Stoffe	Aceton, PPM	≤1	≤1	≤1
	Isopropanol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ebenol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xylol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ethanol, PPM	≤1	≤1	≤1

Seit der Entwicklung von Kohlenstoffmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien sind Graphitmaterialien die Hauptanodenmaterialien aufgrund ihrer speziellen Mikostruktur, ausgereiften Produktions- und Modifikationsprozesse sowie großen Rohstoffreserven und werden dies noch lange bleiben. Die Einführung des neuen nationalen Standards hat eine leitende Rolle in der tatsächlichen Produktion und Anwendung vonGraphitanodenmaterialiengespielt, was dessen Entwicklung fördert.