行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
镍锰铝酸锂
建议项目名称
(英文)
Lithium nickel manganese aluminium oxide
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.160
中国标准分类号
H 71
牵头单位
蜂巢能源科技有限公司
体系编号
431
参与单位
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

锂离子电池产业作为中国“十二五”和“十三五”期间重点发展的新能源、新能源汽车和新材料三大产业中的交叉产业,在《中国制造2025》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《新材料产业发展指南》等一系列战略规划政策的指引下,飞速发展。目前用于消费电子、新能源乘用车、电动物流车等领域的锂离子电池主要采用了钴酸锂、三元、高镍等正极材料。这些材料都含有钴元素。但钴元素存在以下风险:1)我国钴资源不足,电动汽车发展将受制于人。我国钴资源储量仅占全球总量的1%,因此钴资源十分短缺,每年自产矿石钴金属量不足2000吨,进口依赖度在90%以上。2)钴的价格高,是镍的2-6倍,是锰的20-60倍。3)钴资源集中在非洲地区。4)钴资源掌握在嘉能可等少数几个寡头手中,极易被他们用来炒作盈利,从而导致价格的剧烈波动。

本标准规定的镍锰铝材料不含有钴元素,主要是单晶体系的材料,因此可以做成高电压,提高材料的能量密度。扣电4.3V容量可以达到180mAh/g;4.4V可以达到190mAh/g,4.45V可以达到200mAh/g,基本达到镍钴锰酸锂811的水平。该产品的平均电压也比镍钴锰酸锂高出20mV-50mV。该产品的首次充放电效率大约在86%-88%,也基本与镍钴锰酸锂单晶材料持平。产品做成单晶后,极片密度也可以达到与镍钴锰酸锂相同的水平(大约3.5g/cm3-3.6g/cm3)。材料的残余碱含量(碳酸锂和氢氧化锂)大约0.2%-0.3%,与镍钴锰酸锂622处于相同水平可以保证电池不会产生过多的气体。材料的比表面积大约0.4m2/g-0.9m2/g,粒度D50大约3μm-5μm,可以保证材料的循环寿命在3000周以上(全电池4.2V-4.3V)。因此,该产品可以实现低电压下的长寿命,也可以实现高电压下的高能量密度。

    目前国内外尚无相关标准。本项目规定的镍锰铝酸锂产品具有资源丰富,产品性能较好等优势制定相应的行业标准可以规范和引导行业的良性发展。


范围和主要
技术内容

本标准适用于层状结构的锂离子电池正极材料镍锰铝酸锂。根据分子式,镍的摩尔含量约74%-75%,锰的摩尔含量24%-25%,铝的摩尔含量1%。

电化学性能指标:比容量170mAh/g-190mAh/g,首次充放电效率85%-89%,循环寿命1000-3000次。

    物理性能指标:包括粒度分布、振实密度、比表面积、pH、水分含量、磁性异物、晶体结构、表面形貌等。

国内外情况
简要说明

  

目前,美国特斯拉和日本松下、住友金属矿山、韩国LG和国内的CATL等公司都在加大力度开发无钴的正极材料。据悉,美国特斯拉第一代低钴(5%)的材料已经完成开发,近期将量产。第二代的无钴也加快开发,预计在未来两年内应用到电芯中。国内各大公司预计在2022年开发出产品。

    蜂巢能源公司经过3年的技术攻关,成功解决了无钴材料的充放电可逆性、材料的导电性和充放电循环的结构稳定性等问题,并完成了动力电池的应用开发。目前材料已经完成吨级的试制阶段,具备量产的技术条件,动力电池也已经完成全面的评估,并装车试运行。预计2021年推向市场。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
3-镍锰铝酸锂-行业标准项目建议书.doc (29KB)任务书(建议书)