《炭材料测定方法 第1部分 首次放电比容量、首次库伦效率、不同倍率放电容量保持率的测定》编制说明

炭材料测定方法第1部分首次放电比容量、首次库伦效率、不同倍率放电容量保持率的测定国家标准编制说明一工作简况

1、立项目的和意义中共中央、国务院印发的《国家标准化发展纲要》明确了我国标准化发展的指导思想、发展目标、重点任务和重要举措，强调了要在新能源、新材料等应用前景广阔的技术领域加强标准研究，推动标准化与科技创新互动发展本标准检测的对象是石墨类材料人造石墨及天然石墨等、硬炭材料、软材料及硅基复合材料，符合《国家标准化发展纲要》的要求随着新能源行业的崛起迅速发展，形成了不同技术特征的炭材料系列产品但对于不同炭材料的电化学性能评估标准在业内尚未统一在锂离子电池发展历程中，需要通过多种不同测定方法获取有效信息，用以评估新材料及新电池体系性能等首次放电比容量是锂离子电池性能的重要指标之一，它关系到一定条件下锂离子电池储存的电量，首次放电比容量越高说明电池储存容量越高，且首次充放电过程中产生的电压平台奠定了后续循环的基础首次库伦效率的大小则反映了材料结构的稳定性和动力学性能，库伦效率低意味着副反应严重，将会直接降低电池的放电容量，缩短电池循环寿命不同倍率放电容量保持率则是电池快充性能好坏的重要指标电池不同倍率放电容量保持率越高，则电池快速充放电能力越好首次放电比容量、首次库仑效率是最为直接和普遍用于实验室及企业的测定方法，锂离子电池材料研发、初期生产以及出货阶段，都需要对其电化学性能进行测试，测定方法及分析方法的准确规范是精确分析评价电池材料、开发新材料及开发新电池体系的基础，同时也是保证出货产品品质的重要手段本标准的制定填补了硅基、硬碳相关产品的容量效率测试标准和石墨、硅基、硬碳等负极材料不同倍率嵌锂保持率测试标准的空白，对于完善和健全我国锂离子电池材料领域标准架构具有重要意义

2、任务来源根据国标委发202128号《国家标准化管理委员会关于下达2021年第三批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》的要求，由贝特瑞新材料集团股份有限公司等起草《炭材料测定方法第1部分首次放电比容量、首次库伦效率、不同倍率放电容量保持率的测定》国家标准，计划编号为20214325-T-605o

3、标准项目承担单位简况贝特瑞新材料集团股份有限公司，成立于2000年8月，是中国宝安集团旗下一家致力于锂离子电池正、负极材料研发、生产、销售与提供解决方案于一体的国家级高新技术企业，在新能源材料领域孜孜以求、持续创新、不断超越，引领着锂离子电池材料的发展方向经过十余年的努力，贝特瑞现已发展成为锂离子负极材料行业市场占有率全球前列的行业领先企业2011年起连续7年在锂离子电池负极材料市场占有率保持全球第一在产品研发上，贝特瑞坚持“快半步”的创新理念，以“差异化、创独特、创唯一”为贝特瑞研发战略公司拥有各类先进研发设备达2亿元，并且每年均以销售收入的4%进行持续研发投入贝特瑞作为全球最大的负极材料生产商，研制并产业化的高端人造石墨、高端天然石墨、硬碳、硅炭、炭复合氧化亚硅等均具有国际领先水平贝特瑞积极参与标准化工作，主导及参与制定的国际标准9项、国家标准15项、行业标准4项，团体标准10余项，其中2项国际标准和12项国家标准已发布，包括《锂离子电池石墨类负极材料》《锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料》《锂离子电池用钛酸锂及其炭复合负极》《锂离子用纳米负极材料中磁性物质含量的测定方法》《纳米磷酸铁锂中三价铁含量的测定方法》《硅炭》等

4、主要工作过程起草（草案、调研）阶段计划下达后，2021年10月全国钢标委炭素材料分委员会组织各起草单位成立了起草工作组，由贝特瑞新材料集团股份有限公司牵头成立了标准编制工作组，负责主要起草工作工作组对国内外炭材料首次放电比容量、首次库伦效率和不同倍率放电容量保持率的测定的技术现状与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此基础上编制出《炭材料测定方法第1部分首次放电比容量、首次库伦效率、不同倍率放电容量保持率的测定》标准草案初稿经工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿进行了认真的修改，于2021年10月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报全国钢标委炭素材料分委员会秘书处征求意见阶段2022年3月29日，由全国钢标委炭素材料分委员会秘书处将标准征求意见稿和编制说明发送到炭素材料分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见，同时在《钢铁标准网》网站上公开征求社会意见截止2022年4月30日，共发函10个单位，收到3个单位回函，其中1个单位提出了12条意见或建议（见《意见汇总处理表》）o

二、标准编制过程和确定主要内容的依据1\编制原则本标准在制定过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的原则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的制定工作本标准在起草过程中主要按照GB/T

1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写》的要求编写在确定本标准的主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性

2、主要技术内容的确定本标准适用于锂离子电池用人造石墨、天然石墨、炭复合氧化亚硅、硅炭、硬炭等负极材料首次充电比容量、首次库伦效率、不同倍率放电容量保持率的测试详述了锂离子电池用炭负极材料的首次放电比容量、首次库仑效率、不同倍率放电容量保持率测试仪器要求、辅料要求、浆料配方、测试流程规范电化学性能测试时，充放电倍率与电压范围的选择对测试结果至关重要标准中给出的控制参数均为大量实验探索后得到的最优结果，按照这个倍率、电压范围测试，最易于区分不同样品间的差异测试数据:此外，针对不同试样的特点，经过大量实验探索后确定其工作电极浆料配方:1）硅炭、硬炭试样、粘结剂、导电剂质量比为91:6:3；2）炭复合氧化亚硅试样、粘结剂、导电剂质量比为75:15:10；3）人造石墨试样、粘结剂

1、粘结剂

2、导电剂质量比为95:

1.5:

1.5:2；4）天然石墨试样、粘结剂、导电剂质量比为

96.5:

1.5:2；5）软炭试样、粘结剂质量比为95:5

三、标准水平分析目前国内外尚无硅炭、炭复合氧化亚硅、硬炭、软炭相关产品的容量效率测试标准和人造石墨、天然石墨、硅炭、炭复合氧化亚硅、硬炭、软炭等炭负极材料不同倍率嵌锂保持率测试标准四与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准符合我国现行法律、法规和强制性国家标准的要求，无抵触、矛盾之处

五、重大分歧意见的处理经过和依据无

六、标准作为强制性或推荐性标准的建议建议本标准作为推荐性国家标准发布实施

七、废止现行有关标准的建议无

八、预期效果目前国内外尚无硅炭、炭复合氧化亚硅、硬炭相关产品的容量效率测试标准和人造石墨、天然石墨、硅炭、炭复合氧化亚硅、硬炭、软炭等炭负极材料不同倍率嵌锂保持率测试标准本标准的制定，为锂离子电池用炭负极材料提供了统一的测试方法从而规范实验操作，减少试验误差提高产品技术指标的可信度，提高市场信任度同时为上下游组织生产和判定产品质量提供依据，保障产品质量，提高新材料开发的效率标准编制组2021年12月样品容量mAh/g效率%1C/

0.2C倍率嵌锂％2C/

0.2C倍率嵌锂%样品一

35094.46521样品二

35594.97227。