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化工原料常见问题

电池级无水氢氧化锂行业标准解读

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  前言:行业标准YS/T1568-2022《电池级无水氢氧化锂》已于2022年9月30日发布、2023年4月1日起实施。本文将从标准制定的必要性、主要内容的确定依据等方面对其进行解读。


  1.标准制定的必要性


  本标准规定的电池级无水氢氧化锂是以由锂矿石或卤水为原料生产,主要用于生产高能量密度动力电池材料。电池级无水氢氧化锂产品,是一种非常重要的锂电材料,可以用于高能量密度三元正极材料的合成,作为三元正极材料合成的原料,可以避免传统电池级单水氢氧化锂、电池级碳酸锂等含锂原料在三元正极材料烧结过程中产生大量水分、二氧化碳,从而影响三元正极材料性能的缺点,提高三元正极材料材料性能和一致性。据国内现有的资料,尚未查询到有关由锂矿石和卤水为原料生产电池级无水氢氧化锂产品的标准,国内亦没有制定相关的标准,故新制定了电池级无水氢氧化锂产品的行业标准。


  电池级无水氢氧化锂因为其只含有少量水分和二氧化碳,可以解决其他含锂原材料的缺陷,因此越来越多的正极材料生产企业开始以无水氢氧化锂为原料,因此电池级无水氢氧化锂产品具有广阔的市场前景,预计未来几年内无水氢氧化锂将取代现有单水氢氧化锂一半的产量。


  2.标准主要内容的确定依据


  2.1产品分类


  电池级无水氢氧化锂按化学成分不同,分为LiOH-D1、LiOH-D2、LiOH-D3三个牌号。同时,根据该产品的主要生产和使用实际情况,按外观形貌又分为颗粒型和微粉型。


  2.2化学成分


  无水氢氧化锂主含量根据国内氢氧化锂的实际生产水平,经过广泛调研后确定电池级无水氢氧化锂三个牌号:LiOH-D1、LiOH-D2、LiOH-D3中LiOH主含量分别不小于99.0%、98.5%、98.0%。


  CO32-含量是影响电池级无水氢氧化锂的主要因素,考虑到单水氢氧化锂烘干成无水氧化锂后CO32-含量增大的影响,并结合国内电池级无水氢氧化锂的实际生产水平,将电池级无水氢氧化锂LiOH-D1、LiOH-D2、LiOH-D3的CO32-含量要求分别不大于0.8%、1.0%、1.5%。


  考虑到电池级无水氢氧化锂主要用作高端,其杂质含量直接决定着电池产品的性能和使用寿命,通过客户的不同需求和长期的生产实践,确定产品的主要杂质元素种类及含量。


  根据十余家生产和使用企业的调研情况及样品检测,综合各方意见,确定电池级无水氢氧化锂的化学成分应符合表1的规定。

       化学成分.png

  2.3磁性异物


  该标准根据锂离子正极材料及锂电池生产企业的要求,定义磁性异物为能被铁磁体直接或间接吸附的物质,主要指铁、铬、镍、锌及其合金中带有磁性的物质。本标准为铁、铬、镍、锌四种元素的合量。


  锂离子电池正极材料中要求不能含有磁性金属杂质,这些磁性物质的存在,不仅会降低材料的比容量和能量密度,还会导致电池的使用寿命、一致性和安全性能降低。锂离子电池正极材料中磁性物质对电池自放电也有直接的影响,且磁性物质含量与电池自放电率成正比,即磁性物质含量越高的正极材料,其组成的电池的自放电率越大。


  电池级无水氢氧化锂作为高能量密度三元正极材料的合成原料,对磁性物质的含量也有着极高的要求,目前对国际上如三星、松下电池厂家等对电池级单水氢氧化锂磁性物质要求是不大于0.000005%。由于把单水氢氧化锂烘干成无水氧化锂后杂质含量几乎翻倍,所以将质量要求最高的LiOH-D1磁性物质定在不大于0.000005%,而LiOH-D2磁性物质定在不大于0.00001%,LiOH-D3磁性物质定在不大于0.00002%。


  根据12家企业提供的电池级无水氢氧化锂产品中磁性异物的含量,生产和使用方协商确定其应符合表2规定。

        磁性异物含量.png

  2.4粒度


  根据使用企业的要求及目前企业的实际生产能力,确定电池级无水氢氧化锂微粉型产品粒度为3μm≤D50≤20μm。


  3.标准实施的意义


  本标准规定的技术指标体现了电池级无水氢氧化锂产业发展的最新水平,技术指标先进,检测方法科学可靠。制定电池级无水氢氧化锂行业标准,规范产品技术要求,有利于用户了解产品规格、性能等技术指标,从而正确使用产品,对于电池级无水氢氧化锂在锂行业推广应用具有重大意义,同时也有利于规范市场,提高产品竞争力。通过电池级无水氢氧化锂标准的实施,将进一步促进电池级无水氢氧化锂在锂电产业,尤其是动力电池行业中的应用,同时对提高产品质量,促进电池级无水氢氧化锂生产技术进步具有重要意义,必将产生巨大的经济效益和社会效益。


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