مواد آند گرافیتی برای باتری‌های لیتیم یون - پروماینر (شانگهای) فناوری معدن شرکت، با مسئولیت محدود.

اخبار و وبلاگ‌ها

مواد آند گرافیتی برای باتری لیتیوم-یون

2025-04-04

واحدهای تدوین

GB / T 24533-2019 “lithium-ion battery graphite anode material” is reported under the jurisdiction of TC183 (National Technical Committee 183 on Steel of Standardization Administration of China), TC183SC15 (Subcommittee 15 on carbons of National Technical Committee 183 on Steel of Standardization Administration of China), and the competent department is China Iron and Steel Industry Association. The main drafting units are 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.

مفاهیم و تعاریف

مواد آند گرافیتی برای باتری‌های لیتیوم-یون از یک ماده کربنی مبتنی بر گرافیت لایه‌ای بلوری استفاده می‌کند. این ماده به صورت همافزایی با مواد کاتد عمل می‌کند تا چندین بار شارژ و دشارژ باتری لیتیوم-یون را به دست آورد. در طول فرآیند شارژ، الکترود منفی گرافیتی یون‌های لیتیوم را جذب می‌کند و در طول فرآیند دشارژ، یون‌های لیتیوم را آزاد می‌کند. ظرفیت نظری مواد آند مبتنی بر گرافیت 372 (mA • h) / g است، دارای رنگ خاکستری تیره یا خاکستری فولادی و با درخشندگی فلزی است.

دسته‌بندی‌های محصول

مواد آند گرافیتی برای باتری‌های لیتیوم-یون به سه دسته تقسیم می‌شوند: گرافیت طبیعی، گرافیت مصنوعی و گرافیت ترکیبی. در میان آن‌ها، گرافیت طبیعی با NG (گرافیت طبیعی) مشخص می‌شود؛ گرافیت مصنوعی با AG (گرافیت مصنوعی) مشخص می‌شود؛ گرافیت ترکیبی حداقل دو جزء از گرافیت طبیعی و گرافیت مصنوعی را شامل شده و با CG (گرافیت ترکیبی) مشخص می‌شود. گرافیت مصنوعی می‌تواند به سه نوع زیر تقسیم شود:

(1) گرافیت مصنوعی میکروسفر کربن فاز میانه، که به عنوان CMB بیان می‌شود؛

(2) گرافیت مصنوعی کک سوزنی، که با NAG مشخص می‌شود؛

(3) گرافیت مصنوعی کک نفتی که با CPAG مشخص می‌شود.

جدول 1 درجات مواد آند گرافیتی برای باتری‌های لیتیوم-یون
درجه		درجه	اولین دشارژ ظرفیت مشخص (mA • h) / g	اولین کارآیی کلمب %	Powder compacting densityg / cm3	درجه گرافیتیزاسیون %	محتوای کربن ثابت %	محتوای ماده مغناطیسی ppm	محتوای آهن ppm	گواهی RoHS
NG		i	≥360.0	≥95.0	≥1.65	≥96	≥99.97	≤0.1	≤10	قبول
		n	≥360.0	≥93.0	≥1.55	≥94	≥99.95	≤0.1	≤30	قبول
		m	≥345.0	≥91.0	≥1.45	≥92	≥99.90	≤0.5	≤50	قبول
AG	CMB	i	≥350.0	≥95.0	≥1.50	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	قبول
		n	≥340.0	≥94.0	≥1.40	≥90	≥99.95	≤0.5	≤50	قبول
		m	≥340.1	≥90.0	≥1.20	≥90	≥99.70	≤1.5	≤100	قبول
	NAG	i	≥340.2	≥94.0	≥1.25	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	قبول
		n	≥340.3	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	قبول
		m	≥340.4	≥90.0	≥1.10	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	قبول
	CPAG	i	≥340.5	≥95.0	≥1.40	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	قبول
		n	≥340.6	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	قبول
		m	≥340.7	≥90.0	≥1.00	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	قبول
CG		i	≥340.8	≥94.0	≥1.60	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	قبول
		n	≥340.9	≥۹۲.۰	≥1.50	≥92	≥99.95	≤0.1	≤30	قبول
		m	≥۳۴۰.۱۰	≥91.0	≥1.40	≥90	≥99.70	≤0.5	≤50	قبول
Note1: The product must meet all the indicators of this grade of product, otherwise it will not be classified as this grade.Note2: RoHS is the certification which meets the content of Restricted substance.

کد محصول

کد محصول از کد دسته، کد درجه، D50 و ظرفیت ویژه تخلیه اول به ترتیب تشکیل شده است، یعنی کد دسته-کد درجه-D50-ظرفیت ویژه تخلیه اول. برای مثال‌های خاص، به جدول ۲ مراجعه کنید.

جدول ۲: کد محصول و توضیحات
نمونه	توضیحات
NG-I-۱۸-۳۶۰	گرافیت طبیعی NG، درجه I ماده آند باتری لیتیوم یون گرافیتی، D50 = (۱۸.۰ ± ۲.۰) میلی‌متر، ظرفیت ویژه تخلیه اول ۳۶۰ (mA-h) / g
AG-CMB-۱-۲۲-۳۵۰	گرافیت مصنوعی AG-CMB فاز میانه، درجه I ماده آند باتری لیتیوم یون گرافیتی، D50 = (۲۲.۰ ± ۲.۰) میلی‌متر، ظرفیت ویژه تخلیه اول ۳۵۰ (mA-h) / g
AG-NAG-۱-۱۸-۳۵۵	گرافیت مصنوعی AG-NAG به شکل سوزنی، درجه I ماده آند باتری لیتیوم یون گرافیتی، D50 = (۱۸.۰ ± ۲.۰) میلی‌متر، ظرفیت ویژه تخلیه اول ۳۵۵ (mA•h) / g
CG-I-۱۷-۳۵۵	گرافیت ترکیبی CG، درجه I ماده آند باتری لیتیوم یون گرافیتی، D50 = (۱۷.۰ ± ۲.۰) میلی‌متر، ظرفیت ویژه تخلیه اول ۳۵۵ (mA-h) / g

نیازهای فنی

نیازهای فنی، ظاهر آن یک پودر سیاه خاکستری یا خاکستری فولادی با درخشش فلزی است. از نظر شاخص‌های فیزیکی و شیمیایی، شاخص‌های فیزیکی و شیمیایی مواد آند مبتنی بر گرافیت برای باتری‌های لیتیوم یون باید با الزامات جدول ۱ مطابقت داشته باشد. اگر نیازهای خاصی وجود داشته باشد، باید از طریق مشاوره بین طرف‌های عرضه و تقاضا تعیین شود.

جدول ۳ مشخصات فنی مواد آند گرافیت طبیعی معمولی باتری لیتیوم یون

شاخص فنی			کد محصول
شاخص فنی			NG-I-۱۹-۳۶۰	NG-II-۱۳-۳۶۵	NG-III-۲۳-۳۴۵
عملکرد نمایشی	توزیع اندازه	D10, um	۱۲.۰ ± ۲.۰	۹.۰ ± ۲.۰	۱۴.۰ ± ۲.۰
		D50، میکرون	۱۹.۰ ± ۲.۰	۱۳.۰ ± ۲.۰	۲۳.۰ ± ۲.۰
		D90، میکرون	۲۸.۰ ± ۳.۰	۳۳.۰ ± ۳.۰	۳۳.۰ ± ۳.۰
		D max، میکرون	≤50	≤۷۰	≤50
	کربن ثابت،٪		≥99.97	≥99.97	99.95 〜99.90
	رطوبت،٪		≤۰.۲	≤۰.۲	≤۰.۲
	pH		۸ ± ۱	۵.۵ ± ۱	۵.۵ ± ۱
	Tap density, g/cm3		≥1.20	≥1.00	≥۱.۰۵
	Powder compacting density, g/cm3		≥1.65	1.55〜1.65	1.45〜1.55
	Actual density, g/cm3		۲.۲۴ ± ۰.۰۲	۲.۲۴ ± ۰.۰۲	۲.۲۲ ± ۰.۰۲
	Specific surface area, m3/g		≤1.5	≤۲.۵	۵.۰ ± ۰.۵
	Interlayer spacingd002, nm		۰.۳۳۵۷ ± ۰.۰۰۰۳	۰.۳۳۵۸ ± ۰.۰۰۰۳	۰.۳۳۵۸ ± ۰.۰۰۰۳
ویژگی الکتروشیمیایی	اولین کارآیی کلمب %		≥95.0	≥93.0	≥91.0
ویژگی الکتروشیمیایی	ظرفیت ویژه تخلیه اول (mAh) / g		≥360.0	≥۳۶۵.۰	≥345.0
عنصر فلزی ردیابی مواد مغناطیسیعنصر فلزی ردیابی	Fe, ppm		≤10	≤30	≤50
	Na، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
	Cr، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
	Cu, ppm		≤۵	≤۵	≤۵
	Ni، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
	Al، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
	Mo، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
مواد مغناطیسی	Fe+Cr+Ni+Zn+Co، ppm		≤0.1	≤0.1	0.1 〜0.5
محتوای گوگرد	S, ppm		≤20	≤20	≤20

Table 3 （Continue）
توضیحات فنی				کد محصول
توضیحات فنی				NG-۱-۱۹-۳۶۰	NG-II-۱۳-۳۶۵	NG-III-۲۳-۳۴۵
مواد محدود شده		کادمیوم و ترکیبات آن، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
		سرب و ترکیبات آن، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
		جیوه و ترکیبات آن، ppm		≤۵	≤۵	≤۵
		کروم شش‌ ظرفیتی و ترکیبات آن، PPM		≤۵	≤۵	≤۵
		Polybrominated biphenyl, PPM		≤۵	≤۵	W5
		پلی‌بروماسیون بی‌فنیل آلدئید، PPM		≤۵	≤۵	≤۵
Anionic		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
مواد آلی		Acetone, PPM		≤1	≤1	≤1
		ایزوپروپانول، PPM		≤1	≤1	≤1
		تولوئن، PPM		≤1	≤1	≤1
		بنزن اتیل، PPM		≤1	≤1	≤1
		زایلن، PPM		≤1	≤1	≤1
		بنزن، PPM		≤1	≤1	≤1
		اتانول، PPM		≤1	≤1	≤1
جدول 4 مشخصات فنی مواد کاتد برای باتری‌های لیتیوم یون گرافیت مصنوعی معمولی
شاخص فنی				کد محصول
شاخص فنی				AG-CMR- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
عملکرد نظری	توزیع اندازه		D10, um	17.0±2.0	9.0 ±2.0	7.0 ± 2.0
			D50، میکرون	24.5±2.0	20.0 ±2.0	18.0±2.0
			D90، میکرون	35.0±3.0	40.0±3.0	35.0±3.0
			D max، میکرون	≤60	≤۷۰	C75
	کربن ثابت،٪			≥99.70	≥99.95	≥99.70
	رطوبت،٪			≤۰.۲	≤۰.۲	≤۰.۲
	pH			۸ ± ۱	5.5 ±1	۵.۵ ± ۱
	Tap density, g/cm3			≥1.30	≥1.00	≥1.00
	Powder compacting density, g/cm3			≥1.60	≥1.20	1.30 〜1.45
	Actual density, g/cm3			2.24±0.03	2.23±O.O3	2.23±0.03
	Specific surface area, m3/g			0.8±0.5	4.0 士 0.5	4.0±0.5
	Interlayer spacingd002, nm			0.3357 ±0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0±0.000 3

شاخص فنی		کد محصول
شاخص فنی		AG-CMB- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
ویژگی الکتروشیمیایی	اولین کارآیی کلمب %	≥95.0	≥93.0	≥90.0
ویژگی الکتروشیمیایی	ظرفیت ویژه تخلیه اول (mAh) / g	≥355.0	≥340.0	≥320.0
عنصر فلزی ردیابی مواد مغناطیسیعنصر فلزی ردیابی	Fe, ppm	≤20	≤50	≤100
	Na، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Cr، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Cu, ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Ni، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Al، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Mo، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
مواد مغناطیسی	Fe+Cr+Ni+Zn+Co، ppm	<0.1	<0.1	0.5 〜1.5
محتوای گوگرد	S, ppm	≤20	≤20	≤20
ویژگی الکتروشیمیایی	کادمیوم و ترکیبات آن، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	سرب و ترکیبات آن، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	جیوه و ترکیبات آن، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	کروم شش‌ ظرفیتی و ترکیبات آن، PPM	≤۵	≤۵	≤۵
	Polybrominated biphenyl, PPM	≤۵	≤۵	≤۵
	پلی‌بروماسیون بی‌فنیل آلدئید، PPM	≤۵	≤۵	≤۵

Anionic	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
مواد آلی	Acetone, PPM	≤1	≤1	≤1
	ایزوپروپانول، PPM	≤1	≤1	≤1
	تولوئن، PPM	≤1	≤1	≤1
	بنزن اتیل، PPM	≤1	≤1	≤1
	زایلن، PPM	≤1	≤1	≤1
	بنزن، PPM	≤1	≤1	≤1
	اتانول، PPM	≤1	≤1	≤1

جدول 5 شاخص‌های فنی مواد کاتد برای باتری‌های لیتیوم یون گرافیت ترکیبی معمولی
شاخص فنی			کد محصول
شاخص فنی			CG-I-۱۷-۳۵۵	CG-II-18-345	CG-III-20-330
عملکرد نمایشی	توزیع اندازه	D10, um	۹.۰ ± ۲.۰	8.0±2.0	۹.۰ ± ۲.۰
		D50، میکرون	17.0±2.0	18.0±2.0	20.0±2.0
		D90، میکرون	35.0±3.0	35.0 ±3.0	38.0 士 3.0
		D max، میکرون	≤۷۰	≤۷۰	≤60
	کربن ثابت،٪		≥99.70	.95	≥99.70
	رطوبت،٪		≤۰.۲	≤۰.۲	≤۰.۲
	pH		۸ ± ۱	۸ ± ۱	۵.۵ ± ۱
	Tap density, g/cm3		≥1.10	≥1.00	≥1.00
	Powder compacting density, g/cm3		≥1.60	≥1.50	1.30 〜1.40
	Actual density, g/cm3		۲.۲۴ ± ۰.۰۲	2.23±0.03	2.23±0.03
	Specific surface area, m3/g		≤2.0	3.0±0.5	3.5±0.5
	Interlayer spacingd002, nm		0.3357 土 0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0 土 0.000 3
ویژگی الکتروشیمیایی	اولین کارآیی کلمب %		≥94.0	≥۹۲.۰	291.0
ویژگی الکتروشیمیایی	ظرفیت ویژه تخلیه اول (mAh) / g		≥355.0	≥345.0	≥330.0


عنصر فلزی ردیابی مواد مغناطیسیعنصر فلزی ردیابی	Fe, ppm	≤20	≤30	≤50
	Na، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Cr، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Cu, ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Ni، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Al، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	Mo، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
مواد مغناطیسی	Fe+Cr+Ni+Zn+Co، ppm	<0.1	<0.1	0.1 〜0.5
محتوای گوگرد	S, ppm	≤20	≤20	≤20
ویژگی الکتروشیمیایی	کادمیوم و ترکیبات آن، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	سرب و ترکیبات آن، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	جیوه و ترکیبات آن، ppm	≤۵	≤۵	≤۵
	کروم شش‌ ظرفیتی و ترکیبات آن، PPM	≤۵	≤۵	≤۵
	Polybrominated biphenyl, PPM	≤۵	≤۵	≤۵
	پلی‌بروماسیون بی‌فنیل آلدئید، PPM	≤۵	≤۵	≤۵

شاخص فنی		کد محصول
شاخص فنی		CG-I-۱۷-۳۵۵	CG II -18-345	CG-III-20-330
Anionic	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
مواد آلی	Acetone, PPM	≤1	≤1	≤1
	ایزوپروپانول، PPM	≤1	≤1	≤1
	تولوئن، PPM	≤1	≤1	≤1
	بنزن اتیل، PPM	≤1	≤1	≤1
	زایلن، PPM	≤1	≤1	≤1
	بنزن، PPM	≤1	≤1	≤1
	اتانول، PPM	≤1	≤1	≤1

از زمان توسعه مواد کربنی برای باتری‌های لیتیوم یون، مواد گرافیت به دلیل میکروسکچر خاص، فرآیندهای تولید و اصلاح بالغ و ذخایر زیاد مواد اولیه، به عنوان مواد آند اصلی تبدیل شده‌اند و همچنان برای مدت طولانی ادامه خواهند داشت. راه‌اندازی استاندارد ملی جدید نقش راهنمایی در تولید و کاربرد واقعیمواد آند گرافیتیایفا کرده است که به توسعه آن کمک می‌کند.