《炭材料測定方法 第2部分：膨脹率的測定》征求意見

　　【儀表網 行業標準】近日，由貝特瑞新材料集團股份有限公司 、冶金工業信息標準研究院等單位起草， TC183(全國鋼標準化技術委員會)歸口的國家標準計劃《炭材料測定方法 第2部分：膨脹率的測定》征求意見稿已編制完成，現公開征求意見。
 

　　鋰離子電池憑借比能量大、自放電小、質量輕、無記憶效應和環境友好等優勢，在便攜式電子產品、電動交通工具、大型動力電源和二次充電及儲能等領域廣泛應用。但是由于鋰離子電池電極材料在脫嵌鋰過程中會發生不同程度的體積膨脹，特別是負極材料(石墨顆粒完全嵌鋰后體積膨脹 10.7 %，硅顆粒完全嵌鋰后體積膨脹 300 %)，在實際應用過程中嚴重影響電池的性能。在電池循環過程中，電極材料隨著充放電體積反復增加減小，如此往復會導致 SEI 膜反復破裂修復，使得 SEI 膜不斷增長，阻抗增加，同時消耗電池中的電解液并產生氣體，導致安全問題；電極材料體積變化越大，電池循環性能會越差；還有可能隨著循環增加造成電極材料脫落甚至粉化，破壞極片結構等。近幾年新能源汽車領域蓬勃發展，每年以 50%以上增長率快速發展，未來產能和銷量將持續擴大。新能源汽車除了日益迫切的“里程焦慮”，安全問題是消費者關心的另一個關鍵問題，由上可知，電極材料的電化學膨脹率與動力電池的安全密切相關，同時也嚴重影響電池循環性能，但國內外尚未有膨脹率測試相關標準。
 

　　本標準項目的研制，將鋰離子電池負極材料電化學膨脹率的測試方法標準化，規范試驗操作，減少結果誤差，為各相關企業安全性能及循環性能評估提供依據；規范化測試不同負極材料應用于鋰離子電池時的電化學膨脹大小，對鋰離子電池材料的研發、生產具有重要指導意義，對電池材料行業的發展具有重要意義。同時可以打破技術壁壘、促進行業交流。
 

　　本文件正文分為 11 章，其中第 1、2、3 章為規范性一般要素，包括范圍、規范性引用文件、術語和定義，第 4-11 章為規范性技術要素。
 

　　1)范圍：本標準規定了鋰離子電池炭負極材料膨脹率測定的術語和定義、原理、儀器和試劑、測試步驟、結果分析以及試驗報告。
 

　　2)第 4 章闡述了本標準中規定測試方法的原理；第 5 章試驗條件，規定了本文件第 8 章試驗步驟的環境條件要求；第 6 章試劑與材料，規定了第 8 章試驗步驟需要用到的各種原料或試劑清單，并給出潛在影響試實際試驗效果的關鍵參數要求，對于可商品化采購的標準件，不再闡述具體細節及參數；第 7 章儀器與設備，規定了第 8 章實驗步驟需要用到的各種儀器及設備清單，并列出潛在影響實際試驗效果的具體參數要求；第 8 章試驗步驟是本文件核心章節，規定了準備工作、極片制備、扣式電池組裝、電化學循環測試、循環后極片厚度測試等測試步驟操作流程及參數要求，重點關注試驗步驟的科學性、規范性和可操作性；第9 章結果計算與數據處理，給出膨脹率計算公式；第 10 章精密度，列出實驗室內、實驗室間的樣品平均值、標準偏差；第 11 章為實驗報告。
 

　　3)附錄 A 為資料性附錄，A.1 給出石墨類產品水系方法兩種配料配比及相關參數，A.2 給出壓實密度控制對照表，A.3 給出充放電測試步驟及程序設置。
 

　　本標準規定了鋰離子電池炭負極材料膨脹率測定的術語和定義、原理、儀器和試劑、測試步驟、結果分析以及試驗報告。
 

　　本標準適用于鋰離子電池用人造石墨、天然石墨、炭復合氧化亞硅、硅炭、硬炭、軟炭等炭負極材料膨脹率的測定。
 

　　更多詳情請見附件。