天然石墨矿石有两种类型，包括结晶石墨和无定形石墨
GB / T 24533-2019 “锂离子电池石墨负极材料”在TC183（国家标准化管理委员会钢铁技术委员会183）和TC183SC15（国家标准化管理委员会钢铁技术委员会183的碳分委会）的管辖下报告，主管部门为中国钢铁工业协会。主要起草单位为深圳市博特新能源材料有限公司、广东东道新能源有限公司、博特（江苏）新材料科技有限公司、惠州博特新材料科技有限公司、博特有限公司、天津博特新能源材料有限公司、中国冶金信息标准化研究院。
锂离子电池的石墨负极材料采用结晶层状石墨基碳材料。它与正极材料协同工作，以实现锂离子电池的多次充放电。在充电过程中，石墨负极接受嵌入的锂离子，而在放电过程中，它释放锂离子。基于石墨的负极材料的理论容量为372（mA • h）/ g，呈灰黑色或钢灰色，具有金属光泽。
锂离子电池的石墨负极材料分为三类：天然石墨、人工石墨和复合石墨。其中，天然石墨用NG（天然石墨）表示；人工石墨用AG（人工石墨）表示；复合石墨至少含有两种成分，即天然石墨和人工石墨，用CG（复合石墨）表示。人工石墨可以进一步分为以下三种类型：
(1) 中相炭微球人工石墨，表示为CMB；
(2) 针状焦人工石墨，用NAG表示；
(3) 石油焦人工石墨表示为CPAG。
| 表1 锂离子电池石墨负极材料等级 | ||||||||||
| 等级 | 等级 | 第一次放电比容量（mA • h） / g | 第一次库仑效率% | 粉末压实密度g / cm3 | 石墨化程度% | 固定碳含量% | 磁性物质含量ppm | 铁含量ppm | RoHS认证 | |
| NG | i | ≥360.0 | ≥95.0 | ≥1.65 | ≥96 | ≥99.97 | ≤0.1 | ≤10 | 通过 | |
| n | ≥360.0 | ≥93.0 | ≥1.55 | ≥94 | ≥99.95 | ≤0.1 | ≤30 | 通过 | ||
| m | ≥345.0 | ≥91.0 | ≥1.45 | ≥92 | ≥99.90 | ≤0.5 | ≤50 | 通过 | ||
| AG | CMB | i | ≥350.0 | ≥95.0 | ≥1.50 | ≥94 | ≥99.97 | ≤0.1 | ≤20 | 通过 |
| n | ≥340.0 | ≥94.0 | ≥1.40 | ≥90 | ≥99.95 | ≤0.5 | ≤50 | 通过 | ||
| m | ≥340.1 | ≥90.0 | ≥1.20 | ≥90 | ≥99.70 | ≤1.5 | ≤100 | 通过 | ||
| NAG | i | ≥340.2 | ≥94.0 | ≥1.25 | ≥94 | ≥99.97 | ≤0.1 | ≤20 | 通过 | |
| n | ≥340.3 | ≥93.0 | ≥1.20 | ≥90 | ≥99.95 | ≤0.1 | ≤50 | 通过 | ||
| m | ≥340.4 | ≥90.0 | ≥1.10 | ≥85 | ≥99.70 | ≤1.5 | ≤100 | 通过 | ||
| CPAG | i | ≥340.5 | ≥95.0 | ≥1.40 | ≥94 | ≥99.97 | ≤0.1 | ≤20 | 通过 | |
| n | ≥340.6 | ≥93.0 | ≥1.20 | ≥90 | ≥99.95 | ≤0.1 | ≤50 | 通过 | ||
| m | ≥340.7 | ≥90.0 | ≥1.00 | ≥85 | ≥99.70 | ≤1.5 | ≤100 | 通过 | ||
| CG | i | ≥340.8 | ≥94.0 | ≥1.60 | ≥94 | ≥99.97 | ≤0.1 | ≤20 | 通过 | |
| n | ≥340.9 | ≥92.0 | ≥1.50 | ≥92 | ≥99.95 | ≤0.1 | ≤30 | 通过 | ||
| m | ≥340.10 | ≥91.0 | ≥1.40 | ≥90 | ≥99.70 | ≤0.5 | ≤50 | 通过 | ||
| 注1：产品必须满足该等级产品的所有指标，否则将不被归类为该等级。注2：RoHS是符合限制物质含量的认证。 | ||||||||||
产品代码由类别代码、等级代码、D50和首次放电比电容依次组成，即类别代码-等级代码-D50-首次放电比电容。具体示例见表2。
| 表2：产品代码及说明 | |
| 示例 | 说明 |
| NG-I-18-360 | NG天然石墨，一级锂离子电池石墨阳极材料，D50 = (18.0 ± 2.0) 毫米，首次放电比电容为360 (mA-h) / g |
| AG-CMB-1-22-350 | AG-CMB人工石墨相，一级锂离子电池石墨阳极材料，D50 = (22.0 ± 2.0) 微米，首次放电比电容为350 (mA-h) / g |
| AG-NAG-1-18-355 | AG-NAG人工石墨针状焦，一级锂离子电池石墨阳极材料，D50 = (18.0 ± 2.0) 微米，首次放电比电容为355 (mA • h) / g |
| CG-I-17-355 | CG复合石墨，一级锂离子电池石墨阳极材料，D50 = (17.0 ± 2.0) 微米，首次放电比电容为355 (mA-h) / g |
在技术要求方面，外观为灰黑色或钢灰色的粉末，具有金属光泽。至于物理和化学指标，锂离子电池石墨阳极材料的物理和化学指标应满足表1中的要求。如有特殊要求，应通过供需双方协商确定。
表3：典型天然石墨锂离子电池阳极材料的技术规格
| 技术指标 | 产品代码 | ||||
| NG-I-19-360 | NG-II-13-365 | NG-III-23-345 | |||
| 表演效果 | 尺寸分布 | D10，微米 | 12.0±2.0 | 9.0±2.0 | 14.0±2.0 |
| D50，微米 | 19.0±2.0 | 13.0±2.0 | 23.0±2.0 | ||
| D90，微米 | 28.0±3.0 | 33.0±3.0 | 33.0±3.0 | ||
| D max, 微米 | ≤50 | ≤70 | ≤50 | ||
| 固定碳，％ | ≥99.97 | ≥99.97 | 99.95〜99.90 | ||
| 水分，％ | ≤0.2 | ≤0.2 | ≤0.2 | ||
| pH | 8±1 | 5.5±1 | 5.5±1 | ||
| 堆密度，g/cm3 | ≥1.20 | ≥1.00 | ≥1.05 | ||
| 粉末紧实密度，g/cm3 | ≥1.65 | 1.55〜1.65 | 1.45〜1.55 | ||
| 实际密度，g/cm3 | 2.24±0.02 | 2.24±0.02 | 2.22±0.02 | ||
| 比表面积，m2/g | ≤1.5 | ≤2.5 | 5.0±0.5 | ||
| 层间距d002, nm | 0.3357±0.0003 | 0.3358±0.0003 | 0.3358±0.0003 | ||
| 电化学性质 | 第一次库仑效率% | ≥95.0 | ≥93.0 | ≥91.0 | |
| 首次放电比电容 (mAh) / g | ≥360.0 | ≥365.0 | ≥345.0 | ||
| 痕量金属元素磁性材料痕量金属元素 | 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 | ||
| 磁性材料 | Fe+Cr+Ni+Zn+Co，ppm | ≤0.1 | ≤0.1 | 0.1〜0.5 | |
| 硫含量 | S，ppm | ≤20 | ≤20 | ≤20 | |
| 表3（续） | ||||||
| 技术说明 | 产品代码 | |||||
| NG-1-19-360 | NG-II-13-365 | NG-III-23-345 | ||||
| 限制物质 | 镉及其化合物，ppm | ≤5 | ≤5 | ≤5 | ||
| 铅及其化合物，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |||
| 汞及其化合物，单位：百万分之一（PPM） | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |||
| 六价铬及其化合物，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |||
| 多溴化联苯，PPM | ≤5 | ≤5 | W5 | |||
| 多溴化联苯醛，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |||
| 阴离子 | 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 | |||
| 有机物 | 丙酮，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ||
| 异丙醇，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |||
| 甲苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |||
| 乙苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |||
| 二甲苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |||
| 苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |||
| 乙醇，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |||
| 表4 典型人工石墨锂离子电池阴极材料技术规范 | ||||||
| 技术指标 | 产品代码 | |||||
| AG-CMR- I -24-355 | AG-NAG- II -20-340 | AG-PAG-III-18-300 | ||||
| 理论性能 | 粒度分布 | D10，微米 | 17.0±2.0 | 9.0 ±2.0 | 7.0 ± 2.0 | |
| D50，微米 | 24.5±2.0 | 20.0 ±2.0 | 18.0±2.0 | |||
| D90，微米 | 35.0±3.0 | 40.0±3.0 | 35.0±3.0 | |||
| D max, 微米 | ≤60 | ≤70 | C75 | |||
| 固定碳，％ | ≥99.70 | ≥99.95 | ≥99.70 | |||
| 水分，％ | ≤0.2 | ≤0.2 | ≤0.2 | |||
| pH | 8±1 | 5.5 ±1 | 5.5±1 | |||
| 堆密度，g/cm3 | ≥1.30 | ≥1.00 | ≥1.00 | |||
| 粉末紧实密度，g/cm3 | ≥1.60 | ≥1.20 | 1.30 〜1.45 | |||
| 实际密度，g/cm3 | 2.24±0.03 | 2.23±O.O3 | 2.23±0.03 | |||
| 比表面积，m2/g | 0.8±0.5 | 4.0 ± 0.5 | 4.0±0.5 | |||
| 层间距d002, nm | 0.3357 ±0.000 3 | 0.335 8±0.000 3 | 0.336 0±0.000 3 | |||
| 技术指标 | 产品代码 | |||
| AG-CMB- I -24-355 | AG-NAG- II -20-340 | AG-PAG-III-18-300 | ||
| 电化学性质 | 第一次库仑效率% | ≥95.0 | ≥93.0 | ≥90.0 |
| 首次放电比电容 (mAh) / g | ≥355.0 | ≥340.0 | ≥320.0 | |
| 痕量金属元素磁性材料痕量金属元素 | 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 | |
| 磁性材料 | Fe+Cr+Ni+Zn+Co，ppm | <0.1 | <0.1 | 0.5 〜1.5 |
| 硫含量 | S，ppm | ≤20 | ≤20 | ≤20 |
| 电化学性质 | 镉及其化合物，ppm | ≤5 | ≤5 | ≤5 |
| 铅及其化合物，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 汞及其化合物，单位：百万分之一（PPM） | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 六价铬及其化合物，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 多溴化联苯，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 多溴化联苯醛，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 阴离子 | 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 | |
| 有机物 | 丙酮，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 异丙醇，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 甲苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 乙苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 二甲苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 乙醇，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 表5 典型复合石墨锂离子电池阴极材料技术指标 | |||||
| 技术指标 | 产品代码 | ||||
| CG-I-17-355 | CG-II-18-345 | CG-III-20-330 | |||
| 表演效果 | 尺寸分布 | D10，微米 | 9.0±2.0 | 8.0±2.0 | 9.0±2.0 |
| D50，微米 | 17.0±2.0 | 18.0±2.0 | 20.0±2.0 | ||
| D90，微米 | 35.0±3.0 | 35.0 ±3.0 | 38.0 ± 3.0 | ||
| D max, 微米 | ≤70 | ≤70 | ≤60 | ||
| 固定碳，％ | ≥99.70 | $99.95 | ≥99.70 | ||
| 水分，％ | ≤0.2 | ≤0.2 | ≤0.2 | ||
| pH | 8±1 | 8±1 | 5.5±1 | ||
| 堆密度，g/cm3 | ≥1.10 | ≥1.00 | ≥1.00 | ||
| 粉末紧实密度，g/cm3 | ≥1.60 | ≥1.50 | 1.30 〜1.40 | ||
| 实际密度，g/cm3 | 2.24±0.02 | 2.23±0.03 | 2.23±0.03 | ||
| 比表面积，m2/g | ≤2.0 | 3.0±0.5 | 3.5±0.5 | ||
| 层间距d002, nm | 0.3357 ± 0.000 3 | 0.335 8±0.000 3 | 0.336 0 ± 0.000 3 | ||
| 电化学性质 | 第一次库仑效率% | ≥94.0 | ≥92.0 | 291.0 | |
| 首次放电比电容 (mAh) / g | ≥355.0 | ≥345.0 | ≥330.0 | ||
| 痕量金属元素磁性材料痕量金属元素 | 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 | |
| 磁性材料 | Fe+Cr+Ni+Zn+Co，ppm | <0.1 | <0.1 | 0.1〜0.5 |
| 硫含量 | S，ppm | ≤20 | ≤20 | ≤20 |
| 电化学性质 | 镉及其化合物，ppm | ≤5 | ≤5 | ≤5 |
| 铅及其化合物，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 汞及其化合物，单位：百万分之一（PPM） | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 六价铬及其化合物，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 多溴化联苯，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 多溴化联苯醛，PPM | ≤5 | ≤5 | ≤5 | |
| 技术指标 | 产品代码 | |||
| CG-I-17-355 | CG II -18-345 | CG-III-20-330 | ||
| 阴离子 | 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 | |
| 有机物 | 丙酮，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 异丙醇，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 甲苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 乙苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 二甲苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 苯，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
| 乙醇，PPM | ≤1 | ≤1 | ≤1 | |
自锂离子电池碳材料研发以来，石墨材料由于其特殊的微观结构、成熟的生产及改性工艺和丰富的原材料储备，成为主流的负极材料，并将在较长一段时间内继续保持这一地位。新国家标准的发布在实际生产应用中对石墨负极材料起到了指导作用，有利于其发展。
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