中國儲能網(wǎng)訊：本文介紹了國內(nèi)鋰離子電池材料標(biāo)準的現(xiàn)狀，并結(jié)合不同類別的鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r對現(xiàn)有標(biāo)準進行了分析討論，歸納了目前國內(nèi)鋰離子電池材料標(biāo)準存在的問題，并對今后的標(biāo)準化工作提出了建議。
1引言
隨著近幾年新能源、新材料以及新能源汽車的快速發(fā)展，鋰離子電池在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣闊，極大地促進了鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2010年，我國自主開發(fā)的電池級碳酸鋰生產(chǎn)規(guī)模已近1萬噸，正極材料鈷酸鋰產(chǎn)量超過1.5萬噸；鎳鈷錳三元正極材料以及錳酸鋰的生產(chǎn)和銷售也取得新進展；磷酸鐵鋰正極材料也已投入使用；六氟磷酸鋰電解質(zhì)材料成功開發(fā)，并已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
我國在電池材料生產(chǎn)這一環(huán)節(jié)中無論是上游的礦產(chǎn)資源，還是各種電池材料均存在著比較優(yōu)勢，并且部分產(chǎn)品已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。隨著我國鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國鋰離子電池材料標(biāo)準體系也隨之發(fā)展起來。本文主要針對鋰離子電池材料中的四大關(guān)鍵材料：正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及上游原材料標(biāo)準進行了分析。
2鋰離子電池材料標(biāo)準
近年來，由于節(jié)能環(huán)保的需要以及大型動力鋰電池技術(shù)的進步，使鋰離子電池在電動汽車、電動自行車、電動工具和儲能等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，也給鋰離子電池材料企業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。隨著鋰電池的廣泛應(yīng)用，我國及時開展了鋰離子電池材料的標(biāo)準化工作，我國已有各種鋰離子電池材料標(biāo)準15項，而在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)處于世界領(lǐng)先地位的日本和韓國，以及作為鋰離子電池生產(chǎn)或消費大戶的歐美國家，還沒有鋰離子電池材料國家標(biāo)準出臺，只有部分企業(yè)標(biāo)準?？梢哉f，在鋰離子電池材料標(biāo)準的制定方面，我國走在了世界的前列。
目前，除電池隔膜外，我國在鋰離子電池材料產(chǎn)品如正極材料、負極材料、電解液和相關(guān)檢測方法領(lǐng)域，均制定了部分標(biāo)準。對鋰離子電池材料的上游原材料產(chǎn)品如碳酸鋰、氟化鋰、四氧化三鈷等也制定了相應(yīng)的標(biāo)準，在一定程度上滿足了生產(chǎn)商和用戶的需求。
近年來，每年都有鋰電池材料產(chǎn)品或分析方法標(biāo)準發(fā)布實施，企業(yè)參與標(biāo)準起草的積極性也越來越高。2009年陸續(xù)完成多項鋰電池材料產(chǎn)品和相關(guān)檢測方法標(biāo)準的制修訂工作，如：《鎳酸鋰》GB/T26031-2010、《鈷酸鋰電化學(xué)性能測試首次放電比容量及首次充放電效率測試方法》GB/T23365-2009、《鈷酸鋰電化學(xué)性能測試放電平臺容量比率及循環(huán)壽命測試方法》GB/T23366-2009等，同時完成了GB/T20252-2006《鈷酸鋰》的英文出版；2011年至今陸續(xù)開展電池級碳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等標(biāo)準制修訂工作。這些標(biāo)準的制定實施，將逐步完善鋰離子電池材料標(biāo)準系列，提升鋰離子電池行業(yè)的整體技術(shù)水平和競爭力。
3鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準分析
目前鋰離子電池中正極材料、負極材料、電解液、隔膜這4個部分總共占到鋰離子電池成本的85%。鋰離子電池價格的“居高不下”，很大程度上是由于電池材料行業(yè)還沒有形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，批量少、生產(chǎn)裝備科技含量低，并且部分標(biāo)準缺失，導(dǎo)致鋰離子電池材料產(chǎn)品評價條件不一，品質(zhì)參差不齊，技術(shù)門檻低，整個行業(yè)較為混亂，制約了其發(fā)展。
目前，國內(nèi)已制定的鋰離子電池材料相關(guān)標(biāo)準共15項，均為推薦性標(biāo)準。其構(gòu)成較為復(fù)雜：既有國家標(biāo)準，又有行業(yè)標(biāo)準，而且涉及產(chǎn)品面非常廣；既有在正、負極材料和電解液材料的產(chǎn)品標(biāo)準，又有上游原材料如碳酸鋰、氟化鋰等產(chǎn)品標(biāo)準；既有產(chǎn)品規(guī)范，又有產(chǎn)品的分析、測試方法。
3.1上游原材料
我國現(xiàn)有鋰電池材料上游原材料標(biāo)準6項，其中5項為產(chǎn)品標(biāo)準，分別為GB/T26008-2010《電池級單水氫氧化鋰》、YS/T661-2007《電池級氟化鋰》、YS/T582-2006《電池級碳酸鋰》、YS/T633-2007《四氧化三鈷》和HG/T4066-2008《六氟磷酸鋰和六氟磷酸鋰電解液第1部分：六氟磷酸鋰》，標(biāo)準規(guī)定了產(chǎn)品的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)志、運輸、貯存等內(nèi)容。還有1項標(biāo)準GB/T19282-2003為六氟磷酸鋰產(chǎn)品的分析方法。
電池級單水氫氧化鋰和電池級碳酸鋰可以作為生產(chǎn)正極材料和電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰的鋰源，四氧化三鈷用以生產(chǎn)正極材料，電池級氟化鋰主要用于生產(chǎn)電池級六氟磷酸鋰。六氟磷酸鋰是生產(chǎn)電解液的主要原材料，其占電解液成本的50%左右，目前全球范圍內(nèi)只有中國、日本實現(xiàn)了六氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化。由于生產(chǎn)技術(shù)難度非常高，在國際上主要由關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、SUTERAKEMIFA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷。國內(nèi)只有金光高科、天津化工設(shè)計研究院、天津金牛等少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)，且產(chǎn)能較少，品質(zhì)與國外也存在很大差距。
雖然國內(nèi)六氟磷酸鋰的生產(chǎn)技術(shù)還在發(fā)展中，但企業(yè)較早地開展了相關(guān)標(biāo)準的制定工作，2003年就發(fā)布了GB/T19282-2003《六氟磷酸鋰產(chǎn)品分析方法》。該標(biāo)準規(guī)定了產(chǎn)品中六氟磷酸鋰的鑒別、六氟磷酸根、水分、鋰含量、雜質(zhì)金屬離子、二甲氧基乙烷不溶物的測定的分析方法。2008年發(fā)布的化工行業(yè)標(biāo)準HG/T4066-2008《六氟磷酸鋰和六氟磷酸鋰電解液第1部分：六氟磷酸鋰》規(guī)定了六氟磷酸鋰的各化學(xué)成分含量要求及其試驗方法、產(chǎn)品檢驗規(guī)則和標(biāo)志、標(biāo)簽、包裝、貯存、運輸?shù)葍?nèi)容，規(guī)范了國內(nèi)電解質(zhì)鹽市場。
隨著技術(shù)的快速發(fā)展，對電池級碳酸鋰材料的性能指標(biāo)要求也在提高。目前，YS/T582-2006《電池級碳酸鋰》標(biāo)準正在修訂中，以滿足當(dāng)前電池材料市場的需要。由于磷酸鐵鋰電池在動力領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢逐漸凸顯，我國也開始制定磷酸鐵鋰正極材料所需原材料YS/T582-2006《電池級碳酸鋰》標(biāo)準的制定。
3.2正極材料
常用的鋰離子電池正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰三元材料和磷酸鐵鋰，現(xiàn)均已實現(xiàn)市場化。2011年國內(nèi)電池正極材料的產(chǎn)量達到2.9萬噸，其中鈷酸鋰仍是主要的鋰離子電池正極材料。目前國內(nèi)制定的正極材料標(biāo)準共有7項，其中與鈷酸鋰相關(guān)的標(biāo)準就占了5項。
早在2006年就發(fā)布了鈷酸鋰產(chǎn)品標(biāo)準GB/T20252-2006《鈷酸鋰》，對鈷酸鋰的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、振實密度、粒度分布、比表面積、pH值、首次放電比容量、首次充放電效率、平臺容量比率、循環(huán)壽命和產(chǎn)品的檢驗規(guī)則等進行了規(guī)定。2009年又發(fā)布了鈷酸鋰產(chǎn)品電化學(xué)測試方法標(biāo)準兩項（《鈷酸鋰電化學(xué)性能測試首次放電比容量及首次充放電效率測試方法》GB/T23365-2009和《鈷酸鋰電化學(xué)性能測試放電平臺容量比率及循環(huán)壽命測試方法》GB/T23366-2009）和化學(xué)分析方法兩項（GB/T23367.1-2009和GB/T23367.2-2009），規(guī)定了鈷酸鋰首次放電比容量、首次充放電效率、放電平臺容量比率、循環(huán)壽命的測試方法，同時規(guī)定了鈷酸鋰中鈷、鋰、鎳、錳、鎂、鋁、鐵、鈉、鈣、銅含量的測定方法。
另外兩項產(chǎn)品標(biāo)準YS/T677-2008《錳酸鋰》和《鎳酸鋰》GB/T26031-2010對正極材料的化學(xué)成分（包括主元素含量范圍和雜質(zhì)元素含量限制）、晶體結(jié)構(gòu)、振實密度、粒度分布、比表面積、pH值、首次放電比容量、首次充放電效率、平臺容量比率和循環(huán)壽命等做了具體要求。
從上述標(biāo)準可以看出，目前受市場熱捧的磷酸鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰三元材料還沒有現(xiàn)行國家或行業(yè)標(biāo)準可以參考，但全國有色金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會已對相關(guān)標(biāo)準進行了立項，《磷酸鐵鋰》、《鎳鈷錳酸鋰》和《鎳鈷錳酸鋰化學(xué)分析方法》等標(biāo)準也有望于近期發(fā)布。
3.3負極材料
最常見的負極材料為碳基負極材料，如人工石墨、天然石墨等，目前國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并且大多擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
2009年由國內(nèi)生產(chǎn)碳負極材料的龍頭企業(yè)——深圳貝特瑞公司主導(dǎo)起草的GB/T24533-2009《鋰離子電池石墨類負極材料》正式發(fā)布。該標(biāo)準涵蓋了市場上常見的碳基負極材料：天然石墨、人造石墨（包括中間相碳微球類、針狀焦類和石油焦類人造石墨）以及復(fù)合石墨，建立了鋰離子電池石墨類負極材料產(chǎn)品的性能指標(biāo)體系，根據(jù)性能將產(chǎn)品劃分為3個等級，對每個等級建立相應(yīng)的評價方法和檢驗規(guī)則，統(tǒng)一相關(guān)檢測設(shè)備及檢測方法。
3.4電解液
電解液號稱鋰電池的“血液”，市場主要集中于日本宇部公司和韓國ECOPRO公司，這兩家大約占全球市場份額的50%。國產(chǎn)電解液是從2002年進入市場并逐步取代進口產(chǎn)品的，通過不斷改進和提高，產(chǎn)品質(zhì)量已達到國際先進水平。目前國內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，只有少部分使用進口電解液。國內(nèi)生產(chǎn)電解液的主要廠家有國泰榮華、天津金牛、東莞杉杉、珠海賽緯電子、廣州天賜、深圳新宙邦等10余家，年生產(chǎn)能力都在千噸級以上，涉及高、中、低端各個市場，可滿足我國鋰離子電池生產(chǎn)的需要，并有部分出口。
在我國電解液市場迅速發(fā)展壯大的背景下，2008年由天津化工設(shè)計研究院和天津金牛電源材料有限責(zé)任公司起草的化工行業(yè)標(biāo)準HG/T4067-2008《六氟磷酸鋰和六氟磷酸鋰電解液第2部分：六氟磷酸鋰電解液》發(fā)布。該標(biāo)準對六氟磷酸鋰電解液進行了規(guī)定，其評價指標(biāo)主要為色度、密度、電導(dǎo)率以及水分、游離酸、硫酸鹽、氯化物、鐵、鉀、鈉的含量，并給出了相應(yīng)的試驗方法。
3.5隔膜
隔膜是鋰離子電池材料中技術(shù)含量最高的高附加值材料，隔膜的性能優(yōu)劣，直接影響電池的容量、壽命及安全性能。國內(nèi)只有星源材質(zhì)、金輝高科等少數(shù)幾家公司能夠批量生產(chǎn)，且僅能用于中低端市場。國外企業(yè)：日本Asahi（旭化成工業(yè)株式會社）、Tonen(東燃化學(xué)株式會社)、韓國SK公司、美國Celgard公司以及英國N-Tech公司等國際巨頭基本壟斷了全球市場。
正是因為國內(nèi)隔膜產(chǎn)業(yè)的弱勢地位，間接導(dǎo)致我國隔膜相關(guān)標(biāo)準的缺失。目前，國產(chǎn)隔膜相比國外隔膜的主要差距在于國產(chǎn)的一致性較差，導(dǎo)致電池質(zhì)量不穩(wěn)定。我國應(yīng)盡快制定隔膜標(biāo)準來規(guī)范制備工藝和產(chǎn)品質(zhì)量，以充分發(fā)揮標(biāo)準對技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)作用。
4鋰離子電池材料標(biāo)準的問題與建議
國內(nèi)鋰離子電池標(biāo)準的問題可以歸結(jié)為以下幾點。
（1）標(biāo)準總體數(shù)量較少
目前鋰離子電池材料的國家和行業(yè)標(biāo)準較少，且全部為推薦性標(biāo)準，缺乏強制性標(biāo)準，致使現(xiàn)有標(biāo)準規(guī)范市場經(jīng)濟秩序、促進產(chǎn)業(yè)進步的作用有限。另外，現(xiàn)有標(biāo)準對一些新技術(shù)和新產(chǎn)品覆蓋不全面，存在某些產(chǎn)品缺乏標(biāo)準或標(biāo)準的制修訂工作跟不上發(fā)展需要等情況。例如：作為我國鋰離子動力電池領(lǐng)域大力推廣使用的磷酸鐵鋰材料，雖然在2010年已列入行業(yè)標(biāo)準制定計劃，但由于制修訂工作周期相對較長，直到目前還沒有正式標(biāo)準發(fā)布。
當(dāng)然，鋰電材料技術(shù)處于不斷發(fā)展過程中，新技術(shù)新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，需要制修訂的標(biāo)準數(shù)量多，并且相關(guān)的國外標(biāo)準很多也是空白，可以借鑒的地方較少，我國的鋰電材料標(biāo)準需要以自主制定為主，這也是導(dǎo)致相關(guān)標(biāo)準較少、難以制定的客觀原因。
（2）缺乏具有核心專利的自主創(chuàng)新技術(shù)標(biāo)準
鋰離子電池材料作為新能源、新能源汽車、新材料三大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的交叉領(lǐng)域，是知識產(chǎn)權(quán)密集區(qū)，也是標(biāo)準作用的凸顯區(qū)?，F(xiàn)有標(biāo)準全部為電池材料產(chǎn)品及相關(guān)測試、分析方法等規(guī)范性質(zhì)的標(biāo)準，其中基本沒有自主創(chuàng)新的核心技術(shù)和專利，沒有將專利與標(biāo)準有效結(jié)合。如果我們能在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期謀劃建立標(biāo)準和知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢，發(fā)揮專利與標(biāo)準對新興產(chǎn)業(yè)的支撐與引領(lǐng)作用，就很有可能在新一輪國際競爭中贏得發(fā)展先機。
（3）標(biāo)準中缺少安全性能要求
考慮到鋰離子電池的生產(chǎn)、使用遍及國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，因此，要對鋰離子電池的安全性做嚴格要求。鋰離子電池的安全性能除與制造工藝有關(guān)外，還受到材料本身的影響?，F(xiàn)有標(biāo)準只規(guī)定了材料在正常使用情況下的化學(xué)成分、物理性能、電化學(xué)性能等基本指標(biāo)，而缺少在對材料濫用時的安全性考量，這為鋰離子電池留下了安全隱患。
針對以上存在的問題，提出如下建議。
（1）加大自主創(chuàng)新力度，主導(dǎo)先進技術(shù)標(biāo)準制定
目前，我國鋰離子電池材料相關(guān)標(biāo)準基本適應(yīng)了電池材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，但還不能滿足我們成為鋰離子電池材料強國的需求。為此，我們必須要加大自主創(chuàng)新力度，注重以自有技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)來支撐標(biāo)準的制定，注重將我國最新的鋰離子電池材料科研、產(chǎn)業(yè)化和其下游產(chǎn)品——鋰電池及電動汽車等示范運行的成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準。
此外，我們還要敢為人先，有些標(biāo)準要先行先試，堅持標(biāo)準的自主制定，促進科技工作與標(biāo)準化工作的融合，并積極參與和推動國際標(biāo)準的制定。我們的標(biāo)準要能夠引領(lǐng)世界鋰電池材料行業(yè)發(fā)展，促進產(chǎn)品提升，促進技術(shù)進步。
（2）將安全性要求納入材料標(biāo)準中，并與電池產(chǎn)品的應(yīng)用情況相適應(yīng)
應(yīng)盡快將安全性檢測要求納入電池材料的標(biāo)準中，例如：正極材料標(biāo)準應(yīng)考量材料的熱穩(wěn)定性、氧化性等指標(biāo)。另外，標(biāo)準的安全性檢測要與鋰離子電池產(chǎn)品的應(yīng)用情況相適應(yīng)。目前，鋰離子電池大致劃分為能量型和功率型兩大類，例如：3C產(chǎn)品、儲能電站所用鋰離子電池屬于能量型，而電動工具、電動車輛用鋰離子電池可歸為功率型。這兩類產(chǎn)品在材料要求方面存在一定差異，在相同的安全前提下，其標(biāo)準的試驗方法乃至要求都可能不同，建議分別制定能量型和功率型鋰離子電池材料安全標(biāo)準。
（3）合理規(guī)劃，完善標(biāo)準體系
鋰離子電池材料標(biāo)準體系的研究與標(biāo)準制定工作應(yīng)遵循“規(guī)劃導(dǎo)向、自主制定”的原則開展，逐步建立起一個結(jié)構(gòu)合理、指標(biāo)先進、適應(yīng)需求的鋰離子電池材料標(biāo)準體系?，F(xiàn)有的電池材料標(biāo)準也有了十幾項，但是體系還不完整，仍需逐步完善。
建立企業(yè)標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準和國家標(biāo)準協(xié)調(diào)發(fā)展的機制，企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)過程中，將產(chǎn)生的科技成果快速轉(zhuǎn)換成企業(yè)標(biāo)準，解決企業(yè)在科研、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化前期標(biāo)準缺乏的問題。由于鋰離子電池材料是一個新興產(chǎn)業(yè)，技術(shù)革新速度快，因此，制修訂的標(biāo)準需要技術(shù)指標(biāo)適度先進和推出時間適度超前，以發(fā)揮標(biāo)準對技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的指引作用。
（4）采取有效的鼓勵政策和措施，促進企業(yè)積極開展標(biāo)準化工作
鋰離子電池材料的標(biāo)準化工作是一項基礎(chǔ)性、公益性的工作，政府應(yīng)采取各種扶持政策來鼓勵企業(yè)積極開展標(biāo)準化工作。由于鋰離子電池材料技術(shù)還在不斷發(fā)展中，很多還處于研發(fā)和小試階段，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)非常少，標(biāo)準制修訂工作需要大量的試驗和論證工作，因此，所需的投入非常大，各級政府部門應(yīng)將標(biāo)準研究列入科技計劃，給予科研經(jīng)費支持。
政府有關(guān)部門在重大科技項目立項時，應(yīng)將標(biāo)準列為項目驗收的要求之一，就像要求專利和論文那樣，根據(jù)項目的性質(zhì)，結(jié)題驗收時需要一定數(shù)量的標(biāo)準提案，督促企業(yè)積極制修訂標(biāo)準，促進我國的科技成果盡快轉(zhuǎn)變成標(biāo)準。
5結(jié)語
通過以上分析可看出，我國在鋰離子電池材料領(lǐng)域的標(biāo)準制修訂工作還是非?；钴S的。在鋰離子電池材料行業(yè)快速發(fā)展的同時，也要求國家和行業(yè)標(biāo)準的不斷更新。新標(biāo)準不僅要符合我國國情，還應(yīng)與國外龍頭企業(yè)的先進企業(yè)標(biāo)準接軌，吸取他們在鋰離子電池材料開發(fā)、生產(chǎn)、工藝、檢測等方面的經(jīng)驗，完善鋰離子電池材料的標(biāo)準體系，從而提高國際市場的競爭力，使我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展。
