Matériau d'anode en graphite pour batterie lithium-ion

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2025-04-04

Unités de rédaction

GB / T 24533-2019 « matériau d'anode en graphite pour batterie lithium-ion » est signalé sous la juridiction de TC183 (Comité technique national 183 sur l'acier de l'administration de normalisation de la Chine), TC183SC15 (Sous-comité 15 sur les carbones du comité technique national 183 sur l'acier de l'administration de normalisation de la Chine), et le département compétent est l'Association chinoise de l'industrie du fer et de l'acier. Les principales unités de rédaction sont 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., Institut d'information et de normalisation métallurgique de Chine.

Termes et définitions

Le matériau d'anode en graphite pour batteries lithium-ion utilise un matériau en carbone à base de graphite en couches cristallines. Il fonctionne en synergie avec le matériau cathodique pour atteindre plusieurs cycles de charge et de décharge de la batterie lithium-ion. Pendant le processus de charge, l'électrode négative en graphite accepte les ions lithium incrustés, et pendant le processus de décharge, elle libère les ions lithium. La capacité théorique des matériaux d'anode à base de graphite est de 372 (mA • h) / g, de couleur noir grisâtre ou gris acier, avec un éclat métallique.

Catégories de produits

Les matériaux d'anode en graphite pour batteries lithium-ion sont divisés en trois catégories : graphite naturel, graphite artificiel et graphite composite. Parmi eux, le graphite naturel est représenté par NG (Graphite Naturel) ; le graphite artificiel est représenté par AG (Graphite Artificiel) ; le graphite composite contient au moins deux composants de graphite naturel et de graphite artificiel et est représenté par CG (Graphite Composite). Le graphite artificiel peut être divisé en trois types suivants :

(1) Microparticule de carbone en phase intermédiaire, exprimée par CMB ;

(2) Graphite artificiel en coke épingle, représenté par NAG ;

(3) Graphite artificiel en coke pétrolier, représenté par CPAG.

Tableau 1 Grades des matériaux d'anode en graphite pour batteries lithium-ion
Grade		Grade	Première décharge Capacité spécifique (mA • h) / g	Première efficacité de coulomb %	Densité de compactage en poudre g / cm3	Degré de graphitisation %	Contenu en carbone fixe %	Contenu en substance magnétique ppm	Contenu en fer ppm	Certification RoHS
NG		i	≥360.0	≥95.0	≥1.65	≥96	≥99.97	≤0.1	≤10	Passer
		n	≥360.0	≥93.0	≥1.55	≥94	≥99.95	≤0.1	≤30	Passer
		m	≥345.0	≥91.0	≥1.45	≥92	≥99.90	≤0.5	≤50	Passer
AG	CMB	i	≥350.0	≥95.0	≥1.50	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Passer
		n	≥340.0	≥94.0	≥1.40	≥90	≥99.95	≤0.5	≤50	Passer
		m	≥340.1	≥90.0	≥1.20	≥90	≥99.70	≤1.5	≤100	Passer
	NAG	i	≥340.2	≥94.0	≥1.25	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Passer
		n	≥340.3	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Passer
		m	≥340.4	≥90.0	≥1.10	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Passer
	CPAG	i	≥340.5	≥95.0	≥1.40	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Passer
		n	≥340.6	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Passer
		m	≥340.7	≥90.0	≥1.00	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Passer
CG		i	≥340.8	≥94.0	≥1.60	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Passer
		n	≥340.9	≥92.0	≥1.50	≥92	≥99.95	≤0.1	≤30	Passer
		m	≥340.10	≥91.0	≥1.40	≥90	≥99.70	≤0.5	≤50	Passer
Note1 : Le produit doit répondre à tous les indicateurs de cette catégorie de produit, sinon il ne sera pas classé dans cette catégorie. Note2 : La RoHS est la certification qui respecte le contenu de substance restreinte.

Code produit

Le code produit est composé du code de catégorie, du code de grade, du D50 et de la capacité spécifique de décharge initiale dans cet ordre, c'est-à-dire, le code de catégorie - code de grade - D50 - capacité spécifique de décharge initiale. Voir le Tableau 2 pour des exemples spécifiques.

Tableau 2 : Code produit et explication
Exemple	Explication
NG-I-18-360	NG graphite naturel, grade I matériau d'anode de batterie lithium-ion, D50 = (18,0 ± 2,0) m m, la capacité spécifique de décharge initiale est de 360 (mA-h) / g
AG-CMB-1-22-350	AG-CMB graphite artificiel mésophase, grade I matériau d'anode de batterie lithium-ion, D50 = (22,0 ± 2,0) pm, la capacité spécifique de décharge initiale est de 350 (mA-h) / g
AG-NAG-1-18-355	AG-NAG graphite artificiel en coke en forme d'aiguille, classe I matériau d'anode de batterie lithium-ion, D50 = (18.0 ± 2.0) #m, la capacité spécifique de décharge initiale est de 355 (mA • h) / g
CG-I-17-355	CG graphite composite, grade I matériau d'anode de batterie lithium-ion, D50 = (17,0 ± 2,0) pm, la capacité spécifique de décharge initiale est de 355 (mA-h) / g

Exigences techniques

Pour les exigences techniques, l'apparence est une poudre de noir grisâtre ou de gris acier avec un éclat métallique. Quant aux indices physiques et chimiques, les indices physiques et chimiques des matériaux d'anode à base de graphite pour batteries lithium-ion doivent répondre aux exigences du Tableau 1. S'il y a des exigences particulières, elles doivent être déterminées par consultation entre les parties fournies et demandeuses.

Tableau 3 Spécifications techniques des matériaux d'anode de batterie lithium-ion à base de graphite naturel typiques

Indicateur technique			Code produit
Indicateur technique			NG-I-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Performance théâtrale	Distribution de taille	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
		Dmax, μm	≤50	≤70	≤50
	Carbone fixe, %		≥99.97	≥99.97	99.95〜99.90
	Humidité, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8±1	5.5±1	5.5±1
	Densité de tassement, g/cm3		≥1.20	≥1.00	≥1.05
	Densité de compactage de la poudre, g/cm3		≥1.65	1.55〜1.65	1.45〜1.55
	Densité réelle, g/cm3		2.24 ±0.02	2.24±0.02	2.22±0.02
	Surface spécifique, m2/g		≤1.5	≤2.5	5.0±0.5
	Espacement intercalé d002, nm		0.3357±0.0003	0.3358±0.0003	0.3358±0.0003
Propriété électrochimique	Première efficacité de coulomb %		≥95.0	≥93.0	≥91.0
Propriété électrochimique	Capacité spécifique de décharge initiale (mAh) / g		≥360.0	≥365.0	≥345.0
Éléments métalliques traces Matériaux magnétiques Éléments métalliques traces	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
Matériaux magnétiques	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm		≤0.1	≤0.1	0.1〜0.5
Teneur en soufre	S, ppm		≤20	≤20	≤20

Tableau 3 (Suite)
Descriptif technique				Code produit
Descriptif technique				NG-1-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Substances restreintes		Cadmium et ses composés, PPM		≤5	≤5	≤5
		Plomb et ses composés, PPM		≤5	≤5	≤5
		Mercure et ses composés, PPM		≤5	≤5	≤5
		Chromium hexavalent et ses composés, PPM		≤5	≤5	≤5
		Biphényles polybromés, PPM		≤5	≤5	W5
		Aldéhyde biphényle polybromé, PPM		≤5	≤5	≤5
Anionique		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
Matère organique		Acétone, PPM		≤1	≤1	≤1
		Isopropanol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Toluène, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzène éthylique, PPM		≤1	≤1	≤1
		Xylène, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzène, PPM		≤1	≤1	≤1
		Ethanol, PPM		≤1	≤1	≤1
Tableau 4 Spécifications techniques des matériaux de cathode pour les batteries lithium-ion en graphite artificiel typiques
Indicateur technique				Code produit
Indicateur technique				AG-CMR- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
Performance théorique	Distribution des tailles		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
			Dmax, μm	≤60	≤70	C75
	Carbone fixe, %			≥99.70	≥99.95	≥99.70
	Humidité, %			≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH			8±1	5.5 ±1	5.5±1
	Densité de tassement, g/cm3			≥1.30	≥1.00	≥1.00
	Densité de compactage de la poudre, g/cm3			≥1.60	≥1.20	1.30 〜1.45
	Densité réelle, g/cm3			2.24±0.03	2.23±O.O3	2.23±0.03
	Surface spécifique, m2/g			0.8±0.5	4.0 士 0.5	4.0±0.5
	Espacement intercalé d002, nm			0.3357 ±0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0±0.000 3

Indicateur technique		Code produit
Indicateur technique		AG-CMB- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
Propriété électrochimique	Première efficacité de coulomb %	≥95.0	≥93.0	≥90.0
Propriété électrochimique	Capacité spécifique de décharge initiale (mAh) / g	≥355.0	≥340.0	≥320.0
Éléments métalliques traces Matériaux magnétiques Éléments métalliques traces	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
Matériaux magnétiques	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm	<0.1	<0.1	0.5 〜1.5
Teneur en soufre	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Propriété électrochimique	Cadmium et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Plomb et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Mercure et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Chromium hexavalent et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Biphényles polybromés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Aldéhyde biphényle polybromé, PPM	≤5	≤5	≤5

Anionique	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
Matère organique	Acétone, PPM	≤1	≤1	≤1
	Isopropanol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluène, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzène éthylique, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xylène, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzène, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ethanol, PPM	≤1	≤1	≤1

Tableau 5 Indicateurs techniques des matériaux de cathode pour les batteries lithium-ion en graphite composite typiques
Indicateur technique			Code produit
Indicateur technique			CG-I-17-355	CG-II-18-345	CG-III-20-330
Performance théâtrale	Distribution de taille	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
		Dmax, μm	≤70	≤70	≤60
	Carbone fixe, %		≥99.70	$99.95	≥99.70
	Humidité, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8±1	8±1	5.5±1
	Densité de tassement, g/cm3		≥1.10	≥1.00	≥1.00
	Densité de compactage de la poudre, g/cm3		≥1.60	≥1.50	1.30 〜1.40
	Densité réelle, g/cm3		2.24±0.02	2.23±0.03	2.23±0.03
	Surface spécifique, m2/g		≤2.0	3.0±0.5	3.5±0.5
	Espacement intercalé d002, nm		0.3357 土 0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0 土 0.000 3
Propriété électrochimique	Première efficacité de coulomb %		≥94.0	≥92.0	291.0
Propriété électrochimique	Capacité spécifique de décharge initiale (mAh) / g		≥355.0	≥345.0	≥330.0


Éléments métalliques traces Matériaux magnétiques Éléments métalliques traces	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
Matériaux magnétiques	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm	<0.1	<0.1	0.1〜0.5
Teneur en soufre	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Propriété électrochimique	Cadmium et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Plomb et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Mercure et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Chromium hexavalent et ses composés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Biphényles polybromés, PPM	≤5	≤5	≤5
	Aldéhyde biphényle polybromé, PPM	≤5	≤5	≤5

Indicateur technique		Code produit
Indicateur technique		CG-I-17-355	CG II -18-345	CG-III-20-330
Anionique	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
Matère organique	Acétone, PPM	≤1	≤1	≤1
	Isopropanol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluène, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzène éthylique, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xylène, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzène, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ethanol, PPM	≤1	≤1	≤1

Depuis le développement des matériaux en carbone pour les batteries lithium-ion, les matériaux de graphite ont été les matériaux d'anode principaux en raison de leur microstructure spéciale, de leurs processus de production et de modification matures et de leurs grandes réserves de matières premières, et continueront à l'être pendant longtemps. Le lancement de la nouvelle norme nationale a joué un rôle guide dans la production et l'application réelles des matériaux d'anode en graphite, ce qui est propice à son développement.