锂离子电池材料粉末压实密度的测定编制说明.docx

锂离子电池材料粉末压实密度的测定编制V说明（预审稿）2023年4月锂离子电池材料粉末压实密度的测定（编制说明）一、工作简况1.1 任务来源根据国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知（国标委发202341号）的文件精神，国家标准锂离子电池材料粉末压实密度的测定由全国有色金属标准化技术委员会负责归口，由全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会执行，由厦门厦鸨新能源材料股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、元能科技（厦门）有限公司牵头起草。项目计划编号为20234500-T-610,项目计划完成时间为2023年12月。1.2 主起草单位简介厦门厦铝新能源材料股份有限公司是世界铝行业领军企业-厦门鸨业股份有限公司的全资子公司。公司于2016年12月20日将新能源材料业务从厦门铝业母公司分立，设立厦门厦铝新能源材料有限公司（以下简称“厦鸨新能源”）。2023年4月，在深入贯彻落实中央精神、全面落实深化国有企业改革的时代背景下，公司完成股份制改制，整体变更为厦门厦鸨新能源材料股份有限公司。2023年8月，厦鸨新能源充分抓住科创板分拆上市的契机，正式在上海证券交易所科创板挂牌上市（股票代码：688778）,成为一家上市企业，是国内第五家、福建省第一家A拆A成功上市的公司，也是福建省首单分拆上市成功案例。公司现拥有8家全资、控股子公司，1家参股子公司，1所研究院，并设有海沧、海璟、三明、宁德、四川雅安（在建）五大生产基地，要把厦铝新能源建成最具国际竞争力的新能源材料产业基地。公司产品涵盖钻酸锂、银钻锌酸锂材料、前驱体、磷酸铁锂、高银材料、NCA等全系列新能源材料产品，积极进行富锂锦基、5V高电压、磷酸盐材料、固态电池等下一代新能源材料产品开发，不断取得技术新突破。宁德时代新能源科技股份有限公司成立于2011年，其专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售，致力于为全球新能源应用提供一流解决方案。核心技术为动力和储能电池领域，材料、电芯、电池系统、电池回收二次利用等全产业链的研发及制造能力，公司于2018年在深交所创业板上市。元能科技是一家专业从事锂离子电池检测仪器研发和生产的高科技企业。公司侧重技术的研究和储备,保持大额度研发投入，创建了一支由博士、硕士和行业专家等组成的经验丰富、技术精湛的研发团队，在仪器检测与分析技术领域开展了卓有成效的研究开发工作，申请了多项发明专利和实用新型专利。元能科技和厦门大学、中国科学院、宁德时代新能源科技股份有限公司等多个单位或企业展开科技成果项目的技术合作与产业化。1.3 主要起草单位和工作组成员及其工作本文件起草单位有：厦门厦铝新能源材料股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、元能科技（厦门）有限公司、宁德新能源科技有限公司等。其中厦门厦铝新能源材料股份有限公司负责样品的收集和分发，分析方法的实验研究，样品测试结果的收集和处理，试验报告和编制说明的撰写。宁德时代新能源科技股份有限公司负责分析方法的实验研究与讨论以及一、二验工作。元能科技（厦门）有限公司负责分析方法的实验研究与讨论，标准文件的撰写。宁德新能源科技有限公司、宁波容百新能源科技股份有限公司、成都巴莫科技有限责任公司、广东邦普循环科技有限公司、巴斯夫杉杉电池材料有限公司、福建紫金锂元材料科技有限公司、浙江友山新材料有限公司、湖南长远锂科股份有限公司、湖北万润新能源科技股份有限公司、北京当升材料科技股份有限公司、元能科技（厦门）有限公司为一验单位，负责对试验报告中的试验过程参数进行填写、提供材料压实密度的测试数据，并对标准文本提出修改意见。宁德时代新能源科技股份有限公司、宁波容百新能源科技有限公司、江门市科恒实业股份有限公司、格林美（无锡）能源材料有限公司、中伟新材料股份有限公司、浙江巴莫科技有限责任公司、成都巴莫科技有限责任公司、四川赛科检测技术有限公司、宜宾锂宝新材料有限公司、浙江友山新材料有限公司、湖北万润新能源科技股份有限公司、福安青美能源材料有限公司、北京当升材料科技股份有限公司、深圳中芯能科技有限公司、元能科技（厦门）有限公司、深圳市德方创域新能源科技有限公司、深圳市德方纳米科技股份有限公司为二验单位，负责对试验报告中的试验过程参数进行填写、提供材料压实密度的测试数据。本文件样品收集过程中，福建紫金锂元材料科技有限公司、北京当升材料科技股份有限公司、广东邦普循环科技有限公司、华友新能源科技（衢州）有限公司、湖北万润新能源科技股份有限公司负责提供钻酸锂、磷酸铁锂等材料样品。本文件主要起草人有：XXX、XXX、XXXO各起草人在本文件编制过程中的工作职责见表1所示：表1各起草人及其工作职责起草人姓名工作职责（各单位提供起草人信息）负责样品收集、标准文本起草、标准编制说明撰写，意见汇总处理，参加标准讨论和审定会议（各单位提供起草人信息）负责对试验方案和试验条件进行验证，对标准技术内容进行审核，参加标准工作会议等（各单位提供起草人信息）提供测试数据；对标准文本提出修改意见1.4 主要工作过程厘门厘鸨新能源材料股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、元能科技（J夏门）有限公司在接到本文件制订任务后，立即组织骨干人员成立了标准编制组，制定了该标准的研究内容、技术路线、任务分工和进度安排。主要工作过程经历以下阶段：1.4.1 立项阶段2023年11月，原门度铛新能源材料股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、元能科技（原门）有限公司向全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会（SAc/TC243/SC4）提交国家标准锂离子电池材料粉末压实密度的测定项目建议书。2023年12月31日，国家标准化管理委员会印发关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知（国标委发202341号），国家标准锂离子电池材料粉末压实密度的测定立项成功。1.4.2 起草阶段2023年5月至2023年9月，厘门厘筲新能源材料股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、元能科技（原门）有限公司接到锂离子电池材料粉末压实密度的测定起草编制工作任务后，成立了标准编制工作组，展开了标准讨论稿和编制说明的工作分配及实施工作计划等事项。本文件在起草过程中，工作组对国际和国外标准进行了查新、收集、分析，研究了相关技术资料，对该测定方法进行了多次验证实验，最终形成了标准讨论稿和编制说明。2023年5月7日，全国有色金属标准化技术委员会召开网络工作会议，会议对锂离子电池材料粉末压实密度的测定进行了任务落实。2023年11月，标准编制组向各参编单位发送标准文本和试验条件调研表，对标准中涉及的技术参数和试验方法开展了调研，形成了试验方案并组织了第一次验证试验，对影响测试的几个参数，压强、测试模式、称样量、模具直径等进行摸底验证。2023年3月，工作组将一验数据进行汇总分析并和参与单位进行交流，确认了二验的方案。2023年3月至4月，工作组展开第二次试验并对数据进行分析汇总。1.4.3 征求意见阶段2023年9月20日，全国有色金属标准化技术委员会在山西太原召开工作会议。多家单位的代表对锂离子电池材料粉末压实密度的测定的标准讨论稿和编制说明进行了仔细认真的讨论，并提出了修改意见和建议（详见标准征求意见稿意见汇总处理表）。2023年3月7日，标准编制组组织了本文件的网络讨论会。会议中各单位代表就国家标准讨论稿和编制说明进行讨论。2023年4月，标准编制组根据各家单位提出的意见，对标准文本和编制说明进行修改，同时对试验数据进行补充，形成预审稿。2023年4月26日，全国有色金属标准化技术委员会在湖北武汉召开工作会议。多家单位代表对锂离子电池材料粉末压实密度的测定的预审稿提出修改意见（详见标准征求意见稿意见汇总处理表）。1.4.4 审查阶段1.4.5 报批阶段二、标准编制原则2.1 符合性1、本文件按GB/T1.1-2023标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则要求编写。2、本文件的试验方法以满足国内锂离子电池正极材料的实际生产、使用需要为原则，提高标准的普适性。2.2 适用性和先进性锂离子电池材料粉末压实密度测试方法标准的缺失和不足，导致相关上下游企业对粉末压实密度的测试手段与方法不统一，各家企业测得的数据结果不一致，极大地增加了相关企业的品质监控和来料检验的难度。由于测试方法间的误差导致部分粉末压实密度异常的材料流入正常电池制作流程，造成制成的极片异常，极大地影响电池性能，增加生产周期及不良率，导致运营成本增加。综上所述，随着市场对锂离子电池需求的快速增长，势必要建立更多标准以促进行业的规范发展和健康壮大。因此锂离子电池粉末压实密度测定方法的标准化是必要且紧迫的。本文件提出了一种测试锂电正极材料压实密度的方法，包括明确了压实密度测试的几种形式以及关键的控制参数来减小测试误差，提高数据准确性和稳定性。本文件的建立会使得锂电行业对粉末压实密度的测试方法形成统一的标准，进而提高测试结果的可靠性，极大的减少了由于企业间对标而产生的时间及金钱的浪费，减少了因数据偏差而导致的争端。三、确定标准主要内容的依据3.1 标准主要内容的依据GB/T24533-2019锂离子电池石墨类负极材料国家标准于2019年3月25日发布，2023年2月1日实施，该文件中规定了石墨类负极材料压实密度测定的基本要求，该文件的5.2理化指标中针对石墨负极材料提出了压实密度的技术指标要求；文件中的6.16针对压实密度技术指标要求提出了试验方法。相较于标准GB/T24533-2019,本文件的测试方法针对相对全面的锂离子电池材料粉末，科学地引入了标准压力、压强、加压压实密度、卸压压实密度等几个重要参数。3.2 标准主要内容说明本文件正文部分共分为10章，其中第1、2、3章为规范性一般要素，包括范围、规范性引用文件、术语和定义，第4、5、6、7、8、9、10章为规范性技术要素。第1章范围：本文件规定了锲钻镒酸锂、锲锌酸锂、磷酸铁锂、磷酸锌铁锂、钻酸锂、钵酸锂等锂离子材料的粉末压实密度测定方法，适用于银钻钵酸锂、银镭酸锂、磷酸铁锂、磷酸锌铁锂、钻酸锂、钵酸锂等锂离子材料压实密度的测定。第2、3章分别为规范性引用文件、术语和定义，按照最新修订的GB/T1.1-2023标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的要求，保留了相关章节。第4章方法原理，规定了本文中第8章试验步骤的方法，明确测试原理及相关计算要求，进一步明确了测试过程的关键影响因子。第5章试剂和材料，规定了本文件第8章节需要用到的各种试剂和材料。第6章仪器设备，规定了本文件第8章试验步骤章节需要用到的关键设备和装置清单，所述设备和装置本文件中出现的先后顺序列出，便于前后对照。本章节只列出了涉及测试内容和步骤的关键设备，确保标准的适用性。第7章样品，对待测样品的状态进行了规定。第8章试验步骤，规定了本文件中压实密度测定的三种模式以及关键测试参数的设置、测试流程及关键点，本章节是按照前期验证结果的普适性进行规定与明确，重点关注测试参数的合理性，数据的全面性。是本文件中核心章节，关注试验步骤的科学性、规范性、可操作性，对于可能引起重大分歧不宜给出特别具体的参数要求的步骤条款，本章节以给出范围和规定过程要求进行处理。第9章试验结果计算及数据处理，详细列出压实密度的计算公式、测试次数以及修约规则。第10章试验报告，规定了报告所包含的必备要求内容，包括样品名称、测试日期、测试人员、试验条件、分析结果与表示方法、在测定中观察到的异常现象及任何不包括在本文件中的操作或是自由选择的试验条件。3.3 主要试验验证情况3.3.1 试样选取锂离