Materiale Anodico in Grafite per Batterie agli Ioni di Litio

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2025-04-04

Unità di redazione

GB / T 24533-2019 “materiale anodico in grafite per batterie agli ioni di litio” è riportato sotto la giurisdizione di TC183 (Comitato Tecnico Nazionale 183 sulla Normazione dell'Acciaio dell'Amministrazione Nazionale della Normazione della Cina), TC183SC15 (Comitato Secondario 15 sui carboni del Comitato Tecnico Nazionale 183 sulla Normazione dell'Acciaio dell'Amministrazione Nazionale della Normazione della Cina), e il dipartimento competente è l'Associazione dell'Industria del Ferro e Acciaio della Cina. Le principali unità di redazione sono 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., Istituto Cinese di Informazione e Normazione Metallurgica.

Termini e definizioni

Il materiale anodico in grafite per batterie agli ioni di litio utilizza un materiale carbonioso in grafite a strati cristallini. Lavora in sinergia con il materiale catodico per raggiungere molteplici ricariche e scariche della batteria agli ioni di litio. Durante il processo di ricarica, l'elettrodo negativo in grafite accetta ioni di litio incorporati e durante il processo di scarica, rilascia gli ioni di litio. La capacità teorica dei materiali anodici a base di grafite è di 372 (mA • h) / g, di colore grigio scuro o grigio acciaioso, con lucentezza metallica.

Categorie di prodotto

I materiali anodici in grafite per batterie agli ioni di litio sono suddivisi in tre categorie: grafite naturale, grafite artificiale e grafite composita. Tra queste, la grafite naturale è rappresentata da NG (Grafite Naturale); la grafite artificiale è rappresentata da AG (Grafite Artificiale); la grafite composita contiene almeno due componenti di grafite naturale e grafite artificiale ed è rappresentata da CG (Grafite Composita). La grafite artificiale può essere ulteriormente suddivisa nei seguenti tre tipi:

(1) Grafite artificiale microsferica in carbonio mesofase, espressa come CMB;

(2) Grafite artificiale in coke di aghi, rappresentata da NAG;

(3) Grafite artificiale in coke di petrolio rappresentata da CPAG.

Tabella 1 Classi dei materiali anodici in grafite per batterie agli ioni di litio
Classe		Classe	Prima scarica Capacità specifica(mA • h) / g	Primo rendimento coulombico %	Densità di compattazione in polvere g / cm3	Grado di grafitizzazione %	Contenuto di carbonio fisso %	Contenuto di sostanze magnetiche ppm	Contenuto di ferro ppm	Certificazione RoHS
NG		i	≥360.0	≥95.0	≥1.65	≥96	≥99.97	≤0.1	≤10	Pass
		n	≥360.0	≥93.0	≥1.55	≥94	≥99.95	≤0.1	≤30	Pass
		m	≥345.0	≥91.0	≥1.45	≥92	≥99.90	≤0.5	≤50	Pass
AG	CMB	i	≥350.0	≥95.0	≥1.50	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Pass
		n	≥340.0	≥94.0	≥1.40	≥90	≥99.95	≤0.5	≤50	Pass
		m	≥340.1	≥90.0	≥1.20	≥90	≥99.70	≤1.5	≤100	Pass
	NAG	i	≥340.2	≥94.0	≥1.25	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Pass
		n	≥340.3	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Pass
		m	≥340.4	≥90.0	≥1.10	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Pass
	CPAG	i	≥340.5	≥95.0	≥1.40	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Pass
		n	≥340.6	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Pass
		m	≥340.7	≥90.0	≥1.00	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Pass
CG		i	≥340.8	≥94.0	≥1.60	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Pass
		n	≥340.9	≥92.0	≥1.50	≥92	≥99.95	≤0.1	≤30	Pass
		m	≥340.10	≥91.0	≥1.40	≥90	≥99.70	≤0.5	≤50	Pass
Nota1: Il prodotto deve soddisfare tutti gli indicatori di questo grado di prodotto, altrimenti non sarà classificato come questo grado. Nota2: RoHS è la certificazione che soddisfa il contenuto di sostanze restritte.

Codice prodotto

Il codice prodotto è composto dal codice della categoria, codice del grado, D50 e capacità specifica di scarica iniziale in ordine, ovvero, il codice della categoria-codice del grado-D50-capacità specifica di scarica iniziale. Vedi Tabella 2 per esempi specifici.

Tabella 2: Codice prodotto e spiegazione
Campione	Spiegazione
NG- I -18-360	Grafite naturale NG, grado I materiale anodo per batteria agli ioni di litio, D50 = (18.0 ± 2.0) mm, la capacità specifica di scarica iniziale è 360 (mA-h) / g
AG-CMB-1 -22-350	Grafite artificiale mesofasica AG-CMB, grado I materiale anodo per batteria agli ioni di litio, D50 = (22.0 ± 2.0) µm, la capacità specifica di scarica iniziale è 350 (mA-h) / g
AG-NAG-1-18-355	Grafite artificiale a forma di ago AG-NAG, grado I materiale anodo per batteria agli ioni di litio, D50 = (18.0 ± 2.0) µm, la capacità specifica di scarica iniziale è 355 (mA • h) / g
CG- I -17-355	Grafite composita CG, grado I materiale anodo per batteria agli ioni di litio, D50 = (17.0 ± 2.0) µm, la capacità specifica di scarica iniziale è 355 (mA-h) / g

Requisiti tecnici

Per i requisiti tecnici, l'aspetto è una polvere di nero grigiastro o grigio acciaio con lucentezza metallica. Per quanto riguarda gli indici fisici e chimici, gli indici fisici e chimici dei materiali anodo a base di grafite per batterie agli ioni di litio devono soddisfare i requisiti indicati nella Tabella 1. Se ci sono requisiti speciali, devono essere determinati mediante consultazione tra le parti fornitrici e richiedenti.

Tabella 3: Specifiche tecniche dei materiali anodo per batteria agli ioni di litio in grafite naturale tipica

Indicatore tecnico			Codice prodotto
Indicatore tecnico			NG-I-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Prestazione teatrale	Distribuzione delle dimensioni	D10, um	12.0±2.0	9.0±2.0	14.0±2.0
		D50, um	19.0±2.0	13.0±2.0	23.0±2.0
		D90, um	28.0±3.0	33.0±3.0	33.0±3.0
		D max, um	≤50	≤70	≤50
	Carbonio fisso, %		≥99.97	≥99.97	99.95 〜99.90
	Umidità, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8±1	5.5±1	5.5±1
	Densità apparente, g/cm3		≥1.20	≥1.00	≥1.05
	Densità di compattazione della polvere, g/cm3		≥1.65	1.55〜1.65	1.45〜1.55
	Densità reale, g/cm3		2.24 ±0.02	2.24±0.02	2.22±0.02
	Superficie specifica, m2/g		≤1.5	≤2.5	5.0±0.5
	Spaziatura intercalare d002, nm		0.3357 ± 0.0003	0.3358 ±0.0003	0.3358 ±0.0003
Proprietà elettrochimiche	Primo rendimento coulombico %		≥95.0	≥93.0	≥91.0
Proprietà elettrochimiche	Capacità specifica di scarica iniziale (mAh) / g		≥360.0	≥365.0	≥345.0
Elemento metallico traccia Materiali magnetici Elemento metallico traccia	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
Materiali magnetici	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm		≤0.1	≤0.1	0.1 〜0.5
Contenuto di zolfo	S, ppm		≤20	≤20	≤20

Tabella 3 (Continua)
Descrizione tecnica				Codice prodotto
Descrizione tecnica				NG-1-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Sostanze restritte		Cadmio e i suoi composti, PPM		≤5	≤5	≤5
		Piombo e i suoi composti, PPM		≤5	≤5	≤5
		Mercurio e i suoi composti, PPM		≤5	≤5	≤5
		Cromato esavalente e i suoi composti, PPM		≤5	≤5	≤5
		Polibromobifenile, PPM		≤5	≤5	W5
		Polibromobifenile aldeide, PPM		≤5	≤5	≤5
Anionico		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
Materia organica		Acetone, PPM		≤1	≤1	≤1
		Isopropanolo, PPM		≤1	≤1	≤1
		Toluene, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzeno etilico, PPM		≤1	≤1	≤1
		Xilene, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzeno, PPM		≤1	≤1	≤1
		Ethanolo, PPM		≤1	≤1	≤1
Tabella 4 Specifiche tecniche dei materiali catodici per batterie agli ioni di litio a grafite artificiale tipiche
Indicatore tecnico				Codice prodotto
Indicatore tecnico				AG-CMR-I-24-355	AG-NAG-II-20-340	AG-PAG-III-18-300
Performance teorica	Distribuzione delle dimensioni		D10, um	17.0±2.0	9.0±2.0	7.0±2.0
			D50, um	24.5±2.0	20.0±2.0	18.0±2.0
			D90, um	35.0±3.0	40.0±3.0	35.0±3.0
			D max, um	≤60	≤70	C75
	Carbonio fisso, %			≥99.70	≥99.95	≥99.70
	Umidità, %			≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH			8±1	5.5±1	5.5±1
	Densità apparente, g/cm3			≥1.30	≥1.00	≥1.00
	Densità di compattazione della polvere, g/cm3			≥1.60	≥1.20	1.30 〜1.45
	Densità reale, g/cm3			2.24±0.03	2.23±O.O3	2.23±0.03
	Superficie specifica, m2/g			0.8±0.5	4.0士0.5	4.0±0.5
	Spaziatura intercalare d002, nm			0.3357±0.0003	0.3358±0.0003	0.3360±0.0003

Indicatore tecnico		Codice prodotto
Indicatore tecnico		AG-CMB-I-24-355	AG-NAG-II-20-340	AG-PAG-III-18-300
Proprietà elettrochimiche	Primo rendimento coulombico %	≥95.0	≥93.0	≥90.0
Proprietà elettrochimiche	Capacità specifica di scarica iniziale (mAh) / g	≥355.0	≥340.0	≥320.0
Elemento metallico traccia Materiali magnetici Elemento metallico traccia	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
Materiali magnetici	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm	<0.1	<0.1	0.5〜1.5
Contenuto di zolfo	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Proprietà elettrochimiche	Cadmio e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Piombo e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Mercurio e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Cromato esavalente e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenile, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenile aldeide, PPM	≤5	≤5	≤5

Anionico	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
Materia organica	Acetone, PPM	≤1	≤1	≤1
	Isopropanolo, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluene, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzeno etilico, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xilene, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzeno, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ethanolo, PPM	≤1	≤1	≤1

Tabella 5 Indicatori tecnici dei materiali catodici per batterie agli ioni di litio a grafite composita tipiche
Indicatore tecnico			Codice prodotto
Indicatore tecnico			CG- I -17-355	CG-II-18-345	CG-III-20-330
Prestazione teatrale	Distribuzione delle dimensioni	D10, um	9.0±2.0	8.0±2.0	9.0±2.0
		D50, um	17.0±2.0	18.0±2.0	20.0±2.0
		D90, um	35.0±3.0	35.0±3.0	38.0士3.0
		D max, um	≤70	≤70	≤60
	Carbonio fisso, %		≥99.70	$99.95	≥99.70
	Umidità, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8±1	8±1	5.5±1
	Densità apparente, g/cm3		≥1.10	≥1.00	≥1.00
	Densità di compattazione della polvere, g/cm3		≥1.60	≥1.50	1.30〜1.40
	Densità reale, g/cm3		2.24±0.02	2.23±0.03	2.23±0.03
	Superficie specifica, m2/g		≤2.0	3.0±0.5	3.5±0.5
	Spaziatura intercalare d002, nm		0.3357土0.0003	0.3358±0.0003	0.3360土0.0003
Proprietà elettrochimiche	Primo rendimento coulombico %		≥94.0	≥92.0	291.0
Proprietà elettrochimiche	Capacità specifica di scarica iniziale (mAh) / g		≥355.0	≥345.0	≥330.0


Elemento metallico traccia Materiali magnetici Elemento metallico traccia	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
Materiali magnetici	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm	<0.1	<0.1	0.1 〜0.5
Contenuto di zolfo	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Proprietà elettrochimiche	Cadmio e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Piombo e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Mercurio e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Cromato esavalente e i suoi composti, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenile, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenile aldeide, PPM	≤5	≤5	≤5

Indicatore tecnico		Codice prodotto
Indicatore tecnico		CG- I -17-355	CG II -18-345	CG-III-20-330
Anionico	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
Materia organica	Acetone, PPM	≤1	≤1	≤1
	Isopropanolo, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluene, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzeno etilico, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xilene, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzeno, PPM	≤1	≤1	≤1
	Ethanolo, PPM	≤1	≤1	≤1

Dallo sviluppo di materiali in carbonio per batterie agli ioni di litio, i materiali grafitici sono stati i materiali anodici principali a causa della loro particolare microstruttura, dei processi di produzione e modifica maturi e della grande disponibilità di materie prime, e continueranno ad esserlo per lungo tempo. Il lancio del nuovo standard nazionale ha svolto un ruolo guida nella produzione e applicazione reale deimateriali anodici in grafite, il che è favorevole al suo sviluppo.