ICS77.160 H71 中华人民共和国国家标准 GB/T20252—2014 代替GB/T20252—2006 钴 酸 锂 Lithiumcobaltoxide 2014-07-24发布 2015-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准是按照GB/T1.1—2009给出的规则起草的。 本标准代替GB/T20252—2006《钴酸锂》。本标准与GB/T20252—2006相比主要技术变化如下: ———增加了术语条款; ———增加了钴酸锂产品的分类; ———增加了不同类型钴酸锂的性能指标要求; ———增加了残余碱含量、磁性异物含量的要求; ———修改了产品的主元素含量和要求; ———修改了产品的杂质元素含量和要求; ———修改了检验项目及取样内容。 ———删除了产品的化学组成中Li与Co两种元素含量的摩尔比的要求; ———删除了标准中的附录A、附录B、附录C和附录D。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。 本标准起草单位:中信国安盟固利电源技术有限公司、广东邦普循环科技有限公司、北京当升材料 科技股份有限公司、宁波金和新材料股份有限公司、厦门钨业股份有限公司、先进储能材料国家工程研 究中心。 本标准主要起草人:江卫军、崔妍、李长东、余海军、钱连文、陈彦彬、刘大亮、高伟、石建珍。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T20252—2006。 ⅠGB/T20252—2014 钴 酸 锂 1 范围 本标准规定了钴酸锂的术语、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书及合同 (或订货单)内容。 本标准适用于锂离子电池用正极活性物质钴酸锂。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。 GB/T1717 颜料水悬浮液pH值的测定 GB/T5162 金属粉末 振实密度的测定 GB/T5314 粉末冶金用粉末 取样方法 GB/T6283 化工产品中水分含量的测定 卡尔·费休法(通用方法) GB/T13390 金属粉末比表面积的测定 氮吸附法 GB/T19077.1 粒度分析 激光衍射法 第1部分:通则 GB/T23365 钴酸锂电化学性能测试 首次放电比容量及首次充放电效率测试方法 GB/T23366 钴酸锂电化学性能测试 放电平台容量比率及循环寿命测试方法 GB/T23367.1 钴酸锂化学分析方法 第1部分:钴量的测定 EDTA滴定法 GB/T23367.2 钴酸锂化学分析方法 第2部分:锂、镍、锰、镁、铝、铁、钠、钙和铜量的测定 电 感耦合等离子体原子发射光谱法 GB/T24533—2009 锂离子电池石墨类负极材料 JCPDS1)(50-0653) 钴酸锂X射线粉末衍射标准图谱 1) JointCommitteeonPowderDiffractionStandards(粉末衍射标准联合委员会)3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 比容量 specificcapacity 单位质量的活性物质在规定条件下充电或者放电的电化学容量,单位为毫安时每克(mAh/g)。 3.2 充放电效率 efficiency 活性物质在规定条件下的放电容量与充电容量的百分比。 3.3 倍率性能 ratecapability 活性物质在某一大电流下放电容量与某一小电流下放电容量的百分比。 1GB/T20252—2014 3.4 平台容量比率 plateaucapacityratio 活性物质在规定条件下的放电平台容量与放电至终止电压时的放电容量的百分比。 3.5 平台容量保持率 plateaucapacityretention 活性物质在规定循环次数下的放电平台容量与首次的放电平台容量的百分比。 3.6 循环寿命 cyclelife 活性物质在规定条件下充电-放电循环,当放电容量与首次放电容量的百分比达到规定值时的循环 次数。 3.7 残余碱含量 residualalkalicontent 产品中可以与酸发生反应的水溶性物质占产品总量的百分比,通常以Li2CO3计。 3.8 磁性异物 magneticimpuritiescontent 产品中Fe、Ni、Cr、Zn等具有磁性的物质。 4 要求 4.1 产品分类 钴酸锂按其性能和用途分为常规钴酸锂、高倍率型钴酸锂、高压实型钴酸锂、高电压型钴酸锂4类。 4.2 化学成分 产品的化学成分应符合表1的规定。 表1 %(质量分数) 化学成分 主元素含量Co 57~60 Li 6.5~7.5 杂质元素含量K ≤0.02 Na ≤0.03 Ca ≤0.02 Fe ≤0.01 Cu ≤0.01 Cr ≤0.01 Cd <0.01 Pb <0.1 4.3 水分含量 产品中的水分含量应不大于0.05%。 2GB/T20252—2014 4.4 pH值 产品的pH值应不大于11.5。 4.5 残余碱含量 产品的残余碱含量应不大于0.15%。 4.6 磁性异物 产品的磁性异物含量应不大于0.00003%。 4.7 粒度分布 产品的粒度分布特征值范围应符合表2的要求。 表2 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 粒度分布D50/μm 7.0~13.0 4.0~8.0 10.0~25.0 10.0~25.0 Dmax/μm ≤50.0 ≤40.0 ≤70.0 ≤70.0 4.8 振实密度 产品的振实密度应符合表3的要求。 表3 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 振实密度/(g/cm3) ≥2.3 ≥1.8 ≥2.5 ≥2.4 4.9 比表面积 产品的比表面积应符合表4的要求。 表4 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 比表面积/(m2/g) 0.15~0.5 0.3~1.0 0.1~0.4 0.1~0.4 4.10 外观质量 产品的外观质量应为灰黑色粉末,颜色均一,无结块。 4.11 晶体结构 产品的晶体结构应符合JCPDS(50-0653),与标准图谱相比无杂质相检出。 4.12 比容量 产品在规定条件下的比容量应符合表5的要求。 3GB/T20252—2014 表5 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 比容量/(mAh/g) ≥155 ≥155 ≥155 ≥180 4.13 充放电效率 产品在规定条件下的首次充放电效率应符合表6的要求。 表6 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 首次充放电效率/% ≥95 ≥95 ≥95 ≥95 4.14 平台容量比率 产品在规定条件下的平台容量比率应符合表7的要求。 表7 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 平台容量比率/% ≥80 ≥80 ≥75 ≥75 4.15 倍率性能 产品的倍率性能应符合表8的要求。 表8 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 倍率性能/% — 10C/1C≥90 — — 4.16 平台容量保持率 产品在规定条件下的平台容量保持率应符合表9的要求。 表9 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 平台容量保持率/% ≥70 — ≥70 ≥70 4.17 循环寿命 产品在规定条件下放电容量达到首次循环放电容量的80%时,其循环寿命应符合表10的要求。 4GB/T20252—2014 表10 钴酸锂种类 常规钴酸锂 高倍率型钴酸锂 高压实型钴酸锂 高电压型钴酸锂 循环寿命/次 500 — 500 500 5 试验方法 5.1 化学成分 产品化学成分中的Co、Li、Na、Ca、Fe、Cu的检验按GB/T23367的规定进行,其他元素的检验按供 需双方认可的方法进行。 5.2 水分含量 水分含量的测定按GB/T6283的规定进行。 5.3 pH值 产品pH值的测定按GB/T1717的规定进行。 5.4 残余碱含量 产品残余碱含量的测定按供需双方认可的方法进行。 5.5 磁性异物 产品磁性异物含量的测定按GB/T24533—2009中附录K的规定进行。 5.6 粒度分布 产品粒度分布的测定按GB/T19077.1的规定进行。 5.7 振实密度 产品振实密度的测定按GB/T5162的规定进行。 5.8 比表面积 产品比表面积的测定按GB/T13390的规定进行。 5.9 外观质量 产品外观质量用目视检查。 5.10 晶体结构 产品的晶体结构用X射线衍射仪检测。 5.11 比容量 产品首次放电比容量的测定按GB/T23365的规定进行。其中高电压型钴酸锂的充放电电压范围 为3.0V~4.5V,其他条件不变。 5GB/T20252—2014 5.12 充放电效率 产品首次充放电效率的测定按GB/T23365的规定进行。其中高电压型钴酸锂的充放电电压范围 为3.0V~4.5V,其他条件不变。 5.13 平台容量比率 产品平台容量比率的测定按GB/T23366的规定进行。其中高电压型钴酸锂的充放电电压范围为 3.0V~4.35V,其他条件不变。 5.14 倍率性能 产品倍率性能的测定按供需双方认可的方法进行。 5.15 平台容量保持率 平台容量保持率按GB/T23366的规定测出第500次的放电平台容量与首次的放电平台容量,第 500次的放电平台容量与首次的放电