Material de anod din grafit pentru baterii litiu-ion

Știri & Bloguri

2025-04-04

Unități de redactare

GB / T 24533-2019 „material de anod din grafit pentru baterii litiu-ion” este raportat sub jurisdicția TC183 (Comitetul Tehnic Național 183 pentru Oțel al Administrației de Standardizare din China), TC183SC15 (Subcomitetul 15 pentru carburi al Comitetului Tehnic Național 183 pentru Oțel al Administrației de Standardizare din China), iar departamentul competent este Asociația Industriei de Fier și Oțel din China. Principalele unități de redactare sunt 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., Institutul de Informații și Standardizare Metalurgică din China.

Termeni și definiții

Materialul de anod din grafit pentru bateriile litiu-ion utilizează un material carbonic bazat pe grafit stratificat cristalin. Funcționează în sinergie cu materialul catodic pentru a realiza multiple încărcări și descărcări ale bateriei litiu-ion. În timpul procesului de încărcare, electroda negativă din grafit acceptă ioni de litiu încorporați, iar în timpul procesului de descărcare, eliberează ionii de litiu. Capacitatea teoretică a materialelor de anod din grafit este de 372 (mA • h) / g, de culoare gri închis sau gri oțel, cu strălucire metalică.

Categorii de produse

Materialele de anod din grafit pentru baterii litiu-ion sunt împărțite în trei categorii: grafit natural, grafit artificial și grafit compozit. Dintre acestea, grafitul natural este reprezentat prin NG (Grafit Natural); grafitul artificial este reprezentat prin AG (Grafit Artificial); grafitul compozit conține cel puțin două componente de grafit natural și grafit artificial și este reprezentat prin CG (Grafit Compozit). Grafitul artificial poate fi împărțit în următoarele trei tipuri:

(1) Grafit artificial pe microsfere de carbon mezofazic, exprimat ca CMB;

(2) Grafit artificial din coke de ac, reprezentat prin NAG;

(3) Grafit artificial din coke de petrol reprezentat prin CPAG.

Tabelul 1 Notele materialelor de anod din grafit pentru baterii litiu-ion
Notă		Notă	Ponderea specifică a primei descărcări (mA • h) / g	Eficiența coulombică pentru prima dată %	Densitatea de compactare a pulberii g / cm3	Gradul de grafitizare %	Conținut de carbon fix %	Conținut de substanțe magnetice ppm	Conținut de fier ppm	Certificare RoHS
NG		i	≥360.0	≥95.0	≥1.65	≥96	≥99.97	≤0.1	≤10	Acceptat
		n	≥360.0	≥93.0	≥1.55	≥94	≥99.95	≤0.1	≤30	Acceptat
		m	≥345.0	≥91.0	≥1.45	≥92	≥99.90	≤0.5	≤50	Acceptat
AG	CMB	i	≥350.0	≥95.0	≥1.50	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Acceptat
		n	≥340.0	≥94.0	≥1.40	≥90	≥99.95	≤0.5	≤50	Acceptat
		m	≥340.1	≥90.0	≥1.20	≥90	≥99.70	≤1.5	≤100	Acceptat
	NAG	i	≥340.2	≥94.0	≥1.25	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Acceptat
		n	≥340.3	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Acceptat
		m	≥340.4	≥90.0	≥1.10	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Acceptat
	CPAG	i	≥340.5	≥95.0	≥1.40	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Acceptat
		n	≥340.6	≥93.0	≥1.20	≥90	≥99.95	≤0.1	≤50	Acceptat
		m	≥340.7	≥90.0	≥1.00	≥85	≥99.70	≤1.5	≤100	Acceptat
CG		i	≥340.8	≥94.0	≥1.60	≥94	≥99.97	≤0.1	≤20	Acceptat
		n	≥340.9	≥92.0	≥1.50	≥92	≥99.95	≤0.1	≤30	Acceptat
		m	≥340.10	≥91.0	≥1.40	≥90	≥99.70	≤0.5	≤50	Acceptat
Notă1: Produsul trebuie să îndeplinească toate criteriile acestei clase de produs; în caz contrar, nu va fi clasificat ca această clasă.Notă2: RoHS este certificarea care respectă conținutul substanțelor restricționate.

Codul produsului

Codul produsului este compus din codul de categorie, codul de clasă, D50 și capacitatea specifică de descărcare inițială în ordine, adică codul de categorie-codul de clasă-D50-capacitatea specifică de descărcare inițială. Vedeți Tabelul 2 pentru exemple specifice.

Tabelul 2: Codul produsului și explicația
Exemplu	Explicație
NG- I -18-360	NG grafit natural, clasa I material pentru anod de baterie cu litiu-ion, D50 = (18.0 ± 2.0) mm, capacitatea specifică de descărcare inițială este 360 (mA-h) / g
AG-CMB-1 -22-350	AG-CMB grafit artificial mesofază, clasa I material pentru anod de baterie cu litiu-ion, D50 = (22.0 ± 2.0) mm, capacitatea specifică de descărcare inițială este 350 (mA-h) / g
AG-NAG-1-18-355	AG-NAG grafit artificial sub formă de cocă cu formă de ac, clasa I material pentru anod de baterie cu litiu-ion, D50 = (18.0 ± 2.0) mm, capacitatea specifică de descărcare inițială este 355 (mA-h) / g
CG- I -17-355	CG grafit compus, clasa I material pentru anod de baterie cu litiu-ion, D50 = (17.0 ± 2.0) mm, capacitatea specifică de descărcare inițială este 355 (mA-h) / g

Cerințe tehnice

Pentru cerințele tehnice, aspectul este un praf de culoare gri-neagră sau gri metalic cu luciu metalic. În ceea ce privește indexii fizici și chimici, indexii fizici și chimici ai materialelor pentru anod pe bază de grafit pentru baterii cu litiu-ion ar trebui să îndeplinească cerințele din Tabelul 1. Dacă există cerințe speciale, acestea ar trebui să fie stabilite prin consultare între părțile de oferte și cerere.

Tabelul 3 Specificații tehnice ale materialelor pentru anod de baterii cu litiu-ion din grafit natural tipic

Indicator tehnic			Codul produsului
Indicator tehnic			NG-I-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Performanță theatricală	Distribuția dimensiunii	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
	Canton fix, %		≥99.97	≥99.97	99.95 〜99.90
	Umiditate, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8±1	5.5±1	5.5±1
	Densitate la tap, g/cm3		≥1.20	≥1.00	≥1.05
	Densitate compactare a pulberii, g/cm3		≥1.65	1.55〜1.65	1.45〜1.55
	Densitate reală, g/cm3		2.24 ±0.02	2.24±0.02	2.22±0.02
	Suprafață specifică, m3/g		≤1.5	≤2.5	5.0±0.5
	Spațiere interplanară d002, nm		0.3357±0.0003	0.3358±0.0003	0.3358±0.0003
Proprietate electrochimică	Eficiența coulombică pentru prima dată %		≥95.0	≥93.0	≥91.0
Proprietate electrochimică	Capacitate specifică de descărcare inițială (mAh) / g		≥360.0	≥365.0	≥345.0
Element metalic în cantitate foarte mică Materiale magnetice Element metalic în cantitate foarte mică	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
Materiale magnetice	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm		≤0.1	≤0.1	0.1 〜0.5
Conținut de sulf	S, ppm		≤20	≤20	≤20

Tabel 3 （Continuare）
Descriere tehnică				Codul produsului
Descriere tehnică				NG-1-19-360	NG-II-13-365	NG-III-23-345
Substanțe restricționate		Cadmiu și compușii săi, PPM		≤5	≤5	≤5
		Plumb și compuși ai săi, PPM		≤5	≤5	≤5
		Mercurul și compușii săi, PPM		≤5	≤5	≤5
		Crumul hexavalent și compușii săi, PPM		≤5	≤5	≤5
		Polibromobifenil, PPM		≤5	≤5	W5
		Polibromobifenil aldehid, PPM		≤5	≤5	≤5
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
Materie organică		Acetonă, PPM		≤1	≤1	≤1
		Izopropanol, PPM		≤1	≤1	≤1
		Toluen, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzen etilic, PPM		≤1	≤1	≤1
		Xilena, PPM		≤1	≤1	≤1
		Benzen, PPM		≤1	≤1	≤1
		Etanol, PPM		≤1	≤1	≤1
Tabelul 4 Specificații tehnice ale materialelor catodice pentru bateriile de litiu-ion din grafit artificial tipic
Indicator tehnic				Codul produsului
Indicator tehnic				AG-CMR- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
Performanță teoretică	Distribuția dimensiunii		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
	Canton fix, %			≥99.70	≥99.95	≥99.70
	Umiditate, %			≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH			8±1	5.5 ±1	5.5±1
	Densitate la tap, g/cm3			≥1.30	≥1.00	≥1.00
	Densitate compactare a pulberii, g/cm3			≥1.60	≥1.20	1.30 〜1.45
	Densitate reală, g/cm3			2.24±0.03	2.23±O.O3	2.23±0.03
	Suprafață specifică, m3/g			0.8±0.5	4.0 士 0.5	4.0±0.5
	Spațiere interplanară d002, nm			0.3357 ±0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0±0.000 3

Indicator tehnic		Codul produsului
Indicator tehnic		AG-CMB- I -24-355	AG-NAG- II -20-340	AG-PAG-III-18-300
Proprietate electrochimică	Eficiența coulombică pentru prima dată %	≥95.0	≥93.0	≥90.0
Proprietate electrochimică	Capacitate specifică de descărcare inițială (mAh) / g	≥355.0	≥340.0	≥320.0
Element metalic în cantitate foarte mică Materiale magnetice Element metalic în cantitate foarte mică	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
Materiale magnetice	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm	<0.1	<0.1	0.5 〜1.5
Conținut de sulf	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Proprietate electrochimică	Cadmiu și compușii săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Plumb și compuși ai săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Mercurul și compușii săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Crumul hexavalent și compușii săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenil, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenil aldehid, PPM	≤5	≤5	≤5

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
Materie organică	Acetonă, PPM	≤1	≤1	≤1
	Izopropanol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluen, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzen etilic, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xilena, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzen, PPM	≤1	≤1	≤1
	Etanol, PPM	≤1	≤1	≤1

Tabelul 5 Indicatori tehnici ai materialelor catodice pentru bateriile de litiu-ion din grafit compozit tipic
Indicator tehnic			Codul produsului
Indicator tehnic			CG- I -17-355	CG-II-18-345	CG-III-20-330
Performanță theatricală	Distribuția dimensiunii	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
	Canton fix, %		≥99.70	$99.95	≥99.70
	Umiditate, %		≤0.2	≤0.2	≤0.2
	pH		8±1	8±1	5.5±1
	Densitate la tap, g/cm3		≥1.10	≥1.00	≥1.00
	Densitate compactare a pulberii, g/cm3		≥1.60	≥1.50	1.30 〜1.40
	Densitate reală, g/cm3		2.24±0.02	2.23±0.03	2.23±0.03
	Suprafață specifică, m3/g		≤2.0	3.0±0.5	3.5±0.5
	Spațiere interplanară d002, nm		0.3357 土 0.000 3	0.335 8±0.000 3	0.336 0 土 0.000 3
Proprietate electrochimică	Eficiența coulombică pentru prima dată %		≥94.0	≥92.0	291.0
Proprietate electrochimică	Capacitate specifică de descărcare inițială (mAh) / g		≥355.0	≥345.0	≥330.0


Element metalic în cantitate foarte mică Materiale magnetice Element metalic în cantitate foarte mică	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
Materiale magnetice	Fe+Cr+Ni+Zn+Co, ppm	<0.1	<0.1	0.1 〜0.5
Conținut de sulf	S, ppm	≤20	≤20	≤20
Proprietate electrochimică	Cadmiu și compușii săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Plumb și compuși ai săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Mercurul și compușii săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Crumul hexavalent și compușii săi, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenil, PPM	≤5	≤5	≤5
	Polibromobifenil aldehid, PPM	≤5	≤5	≤5

Indicator tehnic		Codul produsului
Indicator tehnic		CG- I -17-355	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
Materie organică	Acetonă, PPM	≤1	≤1	≤1
	Izopropanol, PPM	≤1	≤1	≤1
	Toluen, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzen etilic, PPM	≤1	≤1	≤1
	Xilena, PPM	≤1	≤1	≤1
	Benzen, PPM	≤1	≤1	≤1
	Etanol, PPM	≤1	≤1	≤1

De când dezvoltarea materialelor pe bază de carbon pentru bateriile de litiu-ion, materialele de grafit au fost materialele anodice principale datorită microstructurii lor speciale, proceselor mature de producție și modificate și rezervelor mari de materii prime, și vor continua să fie pentru o lungă perioadă de timp. Lansarea noului standard național a jucat un rol de orientare în producția și aplicația efectivă a materialelor anodice din grafit, ceea ce este benefic pentru dezvoltarea lor.