國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳氫氧化物

1、國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳氫氧化物編制說明（討論稿）鎳鈷錳氫氧化物編制組編寫單位：金川集團(tuán)股份有限公司2018年6月11日1國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳氫氧化物編制說明一、工作簡況1. 任務(wù)來源及計劃要求根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2017年12月28日下達(dá)的2017年第四批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃（見國標(biāo)委綜合2017128號），國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳三元素復(fù)合氫氧化物（GB/T 26300-2010）的修訂工作由金川集團(tuán)股份有限公司主持修訂，項目計劃編號為20173793-T-610，項目完成時間為 2019年12月。2. 標(biāo)準(zhǔn)修訂的目的及意義受益于新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策的推動，中國已是全球最大的電動汽車市場。三元材料因為其優(yōu)異的綜合

2、性能，已成為車載鋰離子動力電池的主流產(chǎn)品。作為三元正極材料最關(guān)鍵的原材料，鎳鈷錳氫氧化物在過去十年里也得到了快速發(fā)展。為了滿足下游客戶的各種不同需求，鎳鈷錳氫氧化物呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢，相應(yīng)的指標(biāo)要求也發(fā)生了變化。2010年發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳三元素復(fù)合氫氧化物（GB/T 26300-2010）中的部分內(nèi)容已經(jīng)無法適用于現(xiàn)在的產(chǎn)品。為了跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐，提高鎳鈷錳氫氧化物生產(chǎn)企業(yè)的開發(fā)和生產(chǎn)能力，敦促各企業(yè)按更先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，需要及時對國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。3. 產(chǎn)品簡介3.1 性質(zhì)鎳鈷錳氫氧化物是深棕色或黑色粉末，流動性好，不溶于水，能溶于酸。3.2 用途車載鋰離子動力電池市場正在走出導(dǎo)入

3、期，開始跨入快速成長期。未來幾年，鋰離子電池市場規(guī)模增長的最大動力確定無疑將來自電動汽車市場。全球鋰離子動力電池及其材料的生產(chǎn)主要集中在中國、日本和韓國，主要正極材料包括改性錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰。高能量密度鋰離子動力電池的需求帶動了高比容量的高鎳三元材料的應(yīng)用和發(fā)展。三元材料單體能量可達(dá)到180Wh/kg，高鎳三元材料極限密度可達(dá)250-260 Wh/kg。三元材料因具有綜合性能和成本的雙重優(yōu)勢日益被行業(yè)所關(guān)注和認(rèn)同，已經(jīng)超越磷酸鐵鋰和錳酸鋰，成為車載動力電池主流的技術(shù)路線。鎳鈷錳氫氧化物又被稱為三元前驅(qū)體，主要用于合成鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰（三元正極材料），是三元正極材料最為

4、關(guān)鍵的原材料。3.3 生產(chǎn)工藝鎳鈷錳氫氧化物采用共沉淀法進(jìn)行生產(chǎn)。將鎳鹽、鈷鹽、錳鹽按一定的比例配制成一定濃度的混合溶液，該混合溶液與一定濃度的氫氧化鈉溶液和絡(luò)合劑按一定流速持續(xù)加入反應(yīng)器中，在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下進(jìn)行沉淀反應(yīng)，生成鎳鈷錳氫氧化物沉淀。反應(yīng)過程中需要控制的工藝參數(shù)有：原料濃度、投料速度、PH值、溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、固含量等。通過控制反應(yīng)工藝參數(shù)來控制產(chǎn)品的粒度及粒度分布、形貌、振實密度等指標(biāo)。反應(yīng)完成后將漿料進(jìn)行固液分離，對產(chǎn)品進(jìn)行洗滌除雜后干燥包裝。4. 起草單位情況金川集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱金川集團(tuán)）是大型國有企業(yè)，擁有自有鎳、鈷礦山和豐富的全球性金屬資源，具備年產(chǎn)鎳15萬噸、

5、銅80萬噸、鈷1.2萬噸等產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)能力，是世界第四、亞洲第一的鎳企業(yè)，中國第二、世界第三大的鈷類產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)商。蘭州金川新材料科技股份有限公司（以下簡稱金川科技）是金川集團(tuán)下屬子公司，是中國第二、世界第三大的鈷類產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)商，擁有豐富的鈷資源，鈷的綜合產(chǎn)能達(dá)到1.2萬噸，同時也是國內(nèi)鋰電池正極材料領(lǐng)域最主要的原料供應(yīng)商之一。湖南瑞翔新材料股份有限公司（以下簡稱湖南瑞翔）是行業(yè)市場知名的鋰電池正極材料企業(yè)，在國內(nèi)外鋰電池制造領(lǐng)域擁有穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的客戶，處于行業(yè)領(lǐng)先地位。湖南瑞翔目前是大中華區(qū)唯一一家取得美國3M公司三元材料產(chǎn)品專利授權(quán)的企業(yè)，同時通過錳酸鋰和三元材料全球汽車合格零配件供應(yīng)商

6、認(rèn)證體系TS16949的企業(yè)，是目前國內(nèi)唯一一家同時有錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料出口銷售的企業(yè)。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位為蘭州金通儲能動力新材料有限公司（以下簡稱蘭州金通）。蘭州金通股東為金川科技（股份占比63.25%）和湖南瑞翔（股份占比36.75%）。蘭州金通主要從事三元前驅(qū)體鎳鈷錳氫氧化物的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，在技術(shù)、客戶、資源等方面具有顯著優(yōu)勢。在技術(shù)方面，具有多年的研發(fā)和生產(chǎn)積累，可生產(chǎn)從111到高鎳多種規(guī)格、粒度從1m到20m各種粒徑的鎳鈷錳氫氧化物。在客戶方面，與日本、韓國和我國多家國際領(lǐng)先的正極材料廠商、電池廠商有長期合作。在資源方面，母公司控制了全國大部分的鎳鈷資源。二、主要工作過程1.

7、市場調(diào)研2017年全球新能源汽車銷量達(dá)到142萬輛，其中中國銷量77.7萬輛；到2020年全球新能源汽車銷量有望達(dá)到350萬輛，其中中國銷量約200萬輛。2017年全球鋰電正極材料需求約28.3萬噸，其中LCO 6.9萬噸，占比約24%；NCM+NCA多元材料15.4萬噸，占比約54%；LMO 1.4萬噸，占比約5%；LFP 4.7萬噸，占比約16%。到2020年全球鋰電正極材料需求約48萬噸，其中LCO 7.6萬噸，占比約16%；NCA+NCM多元材料34萬噸，占比約71%， LMO 1.1萬噸，占比約2%；LFP 5.2萬噸，占比約11%。2017年中國鋰電正極材料產(chǎn)量約21萬噸。其中三元

8、材料產(chǎn)量8.6萬噸，三元材料產(chǎn)量占比40.95%，同比增加了58.38%，需求強(qiáng)勁，增長迅速。預(yù)計到2020年中國鋰電正極材料需求約40.36萬噸，三元材料需求量為22.5萬噸，占正極材料比例將達(dá)到55.75%。目前，國際知名的鎳鈷錳氫氧化物生產(chǎn)廠家主要有優(yōu)美科、田中化學(xué)、日亞化學(xué)、SDI、LGC、ECOPRO等。我國主要的生產(chǎn)商有金川集團(tuán)、華友、科隆、邦普、中偉、格林美、容白、金馳等公司。2. 編制標(biāo)準(zhǔn)草案接受GB/T 26300-201X鎳鈷錳氫氧化物標(biāo)準(zhǔn)的修訂任務(wù)后，金川集團(tuán)股份有限公司成立了標(biāo)準(zhǔn)編制小組，組織專門人員對標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)資料進(jìn)行查詢和收集。我們收集、整理了國內(nèi)研究院及生產(chǎn)廠家多

9、年科研、生產(chǎn)、試驗過程中積累的有關(guān)技術(shù)資料、科研試驗總結(jié)、鑒定材料以及國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，收集、整理了電池材料應(yīng)用行業(yè)對鎳鈷錳氫氧化物的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)的需求情況。對鎳鈷錳氫氧化物國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)外客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求及國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，遵照鎳鈷錳氫氧化物產(chǎn)品的性質(zhì)、特點及用途，廣泛吸收了工藝、生產(chǎn)、試驗、檢驗等有關(guān)方面技術(shù)專家的意見，參考國內(nèi)外先進(jìn)的鎳鈷錳氫氧化物標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，于2018年5月形成了國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳氫氧化物的修訂草案稿。具體修改意見如下：（1）將產(chǎn)品名稱鎳、鈷、錳三元素復(fù)合氫氧化物修改為鎳鈷錳氫氧化物，簡化產(chǎn)品名稱。原來的名稱太過冗長，在行業(yè)內(nèi)

10、基本很少被采用，該產(chǎn)品一般被稱為三元氫氧化物、三元前驅(qū)體、鎳鈷錳氫氧化物等，英文名一般翻譯為nickel cobalt manganese hydroxide。使用鎳鈷錳氫氧化物這個名稱，簡單明了，既與原名稱較為相似，有繼承性，又與英文名吻合，更容易被業(yè)內(nèi)人士接納并采用。（2）牌號修改：將牌號前面的H刪除，增加采用六位數(shù)字表示牌號的方法，前兩位代表鎳，中間兩位代表鈷，最后兩位代表錳，可以包括所有比例的鎳鈷錳氫氧化物。按照此規(guī)則，供需雙方可根據(jù)實際情況定義各種牌號。（3）增加按粒度分類：鎳鈷錳氫氧化物產(chǎn)品根據(jù)粒度大小分為小顆粒、中等顆粒和大顆粒三種產(chǎn)品類型，其中D50在15m的為小顆粒產(chǎn)品，D5

11、0在515m的為中等顆粒產(chǎn)品，D50在1525m的為大顆粒產(chǎn)品。（4）化學(xué)成分中主含量的規(guī)定由質(zhì)量百分比更改為物質(zhì)的量百分比，且僅對鎳鈷錳物質(zhì)的量百分比的公差進(jìn)行規(guī)定：主元素以鎳鈷錳的物質(zhì)的量百分比計，根據(jù)需求方對產(chǎn)品鎳鈷錳比例的具體要求，物質(zhì)的量百分比公差為1%。（5）化學(xué)成分中雜質(zhì)含量：A）增加Cr雜質(zhì)指標(biāo)，刪除Al、Si、Cl雜質(zhì)指標(biāo)。B）將Na不大于0.015%改為Na不大于0.03%，將Zn不大于0.01%改為Zn不大于0.002%，將Fe不大于0.01%改為Fe不大于0.005%，將SO42-不大于0.5%改為S不大于0.2%。（6）物理性能A）刪除松裝密度。B）激光粒度(D50)

12、范圍由518m改為125m，且將15m的定義為小顆粒產(chǎn)品，515m的定義為中等顆粒產(chǎn)品，1525m的定義為大顆粒產(chǎn)品。C）振實密度根據(jù)大小顆粒進(jìn)行分類：小顆粒產(chǎn)品的振實密度1.0 g/cm3，中等顆粒產(chǎn)品的振實密度1.6 g/cm3，大顆粒產(chǎn)品的振實密度2.1 g/cm3。D）比表面積15 m2/g改為230 m2/g。（7）增加對磁性異物含量的規(guī)定：小顆粒產(chǎn)品中磁性異物含量不大于100ppb，中等顆粒和大顆粒產(chǎn)品中磁性異物含量不大于60ppb。（8）水分含量由不大于1.5%改為不大于1.0%。（9）外觀質(zhì)量增加對產(chǎn)品顏色的描述：產(chǎn)品外觀為黑色或深棕色粉末。（10）檢驗方法A）產(chǎn)品化學(xué)成分（鎳

13、鈷錳及其它雜質(zhì)元素）的測定方法修改為按YS/T 928的規(guī)定進(jìn)行，相應(yīng)的規(guī)范性引用文件也增加。B）刪除松裝密度的檢驗方法。C）激光粒度（D50）的測定依據(jù)由GB/T 19077.1更改為GB/T 19077，相應(yīng)的規(guī)范性引用文件也進(jìn)行了更改。D）增加磁性異物含量的測定按GB/T 24533-2009中附錄K的規(guī)定進(jìn)行，相應(yīng)的規(guī)范性引用文件也增加。E）將水分從化學(xué)成分中獨立出來。（11）檢驗規(guī)則A）組批：將每批應(yīng)由同一生產(chǎn)周期產(chǎn)出同一牌號的鎳、鈷、錳氫氧化物組成更改為每批應(yīng)由同一混合料組成。B）取樣與制樣方法說明刪除，更改為產(chǎn)品的取樣按照GB/T 5314 的規(guī)定進(jìn)行，每批取樣總量不得少于1kg

14、。相應(yīng)的規(guī)范性引用文件中也增加該國標(biāo)。C）檢驗結(jié)果判定中增加：5.5.1按GB/T 8170規(guī)定的修約值比較法判定檢驗結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)的規(guī)范性引用文件中也增加該國標(biāo)。5.5.2中增加磁性異物和水分兩項判定指標(biāo)。（12）包裝A）包裝桶改為產(chǎn)品采用內(nèi)襯鋁塑袋或PE袋的紙桶或塑料桶包裝，熱塑密封。B）增加噸袋包裝的相關(guān)內(nèi)容：產(chǎn)品采用內(nèi)襯鋁塑袋或PE袋的編織袋包裝，熱塑密封，每袋凈重5001000kg。（13）外包裝標(biāo)簽中增加出廠日期、本標(biāo)準(zhǔn)編號、防潮字樣或標(biāo)志等。（14）運(yùn)輸和貯存中增加產(chǎn)品自生產(chǎn)之日起，保質(zhì)期為1年。三、標(biāo)準(zhǔn)的修訂原則、標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容與論據(jù)3.1修訂原則（1）確立國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷

15、錳氫氧化物修訂應(yīng)遵守的基本原則：a.標(biāo)準(zhǔn)編寫格式按GB/T 1.1-2009標(biāo)準(zhǔn)要求編寫；b.具有可操作性和先進(jìn)性；c.國家標(biāo)準(zhǔn)鎳鈷錳氫氧化物的修訂充分考慮了國內(nèi)生產(chǎn)商的工藝技術(shù)狀況、國家資源開發(fā)的政策要求、關(guān)注顧客的需求意見和建議；d.有利于促進(jìn)公平競爭和保護(hù)供需雙方的合法權(quán)益。（2）對國內(nèi)生產(chǎn)商、用戶進(jìn)行調(diào)研取樣、收集資料。（3）確定產(chǎn)品主要技術(shù)內(nèi)容。（4）確定建立仲裁分析方法。（5）對樣品進(jìn)行分析測試。（6）編寫征求意見稿，征求用戶意見。3.2本標(biāo)準(zhǔn)在修訂時主要遵守四大原則（1）積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)；（2）有利于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，提高產(chǎn)品質(zhì)量；（3）有利于合理利用資源；（4）符合用

16、戶要求，保護(hù)消費(fèi)者利益，促進(jìn)對外貿(mào)易。3.3標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容針對鎳鈷錳氫氧化物的實際質(zhì)量水平修訂本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)以各鎳鈷錳氫氧化物用戶產(chǎn)品質(zhì)量需求為基礎(chǔ)，確定各項技術(shù)指標(biāo)。四、指標(biāo)參數(shù)和測試方法的確定本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 26300-2010鎳、鈷、錳三元素復(fù)合氫氧化物相比，變化如下：1、指標(biāo)參數(shù)的確定牌號修改：原標(biāo)準(zhǔn)牌號前面有個字母H，沒有實際意義，為了簡化牌號編號，將字母H刪除。隨著三元材料的不斷發(fā)展，市場上出現(xiàn)了各種各樣鎳鈷錳比例的產(chǎn)品，原標(biāo)準(zhǔn)的六個牌號無法涵蓋所有產(chǎn)品，因此增加六位數(shù)字的牌號表示方法，前兩位代表鎳，中間兩位代表鈷，最后兩位代表錳。修改后，今后出現(xiàn)新的牌號均可按此方法表示。增加按

17、粒度分類：不同大小顆粒產(chǎn)品的粒度及粒度分布、振實密度、磁性異物等指標(biāo)差異較大，為了方便確定以上指標(biāo)，將鎳鈷錳氫氧化物產(chǎn)品根據(jù)粒度大小分為小顆粒、中等顆粒和大顆粒三種產(chǎn)品類型，其中D50在15m的為小顆粒產(chǎn)品，D50在515m的為中等顆粒產(chǎn)品，D50在1525m的為大顆粒產(chǎn)品。主含量的調(diào)整：主含量由質(zhì)量百分比更改為物質(zhì)的量百分比，用物質(zhì)的量百分含量與產(chǎn)品牌號對應(yīng)更直觀，目前行業(yè)內(nèi)較多供需方都采用摩爾百分含量對產(chǎn)品主含量進(jìn)行控制。由于鎳鈷錳三元素氫氧化物種類繁多，且不斷有新的種類出現(xiàn)，沒有必要對每種比例的產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)定，因此僅規(guī)定鎳鈷錳物質(zhì)的量百分比的公差為1%。雜質(zhì)含量的調(diào)整：A）三元材料的發(fā)展主

18、要在動力汽車或者混合動力汽車電池材料，考慮到安全性能和電池性能方面，對磁性異物的要求更嚴(yán)格，磁性異物包括磁性Fe、磁性Cr和磁性Zn。為了滿足未來的發(fā)展需求，新標(biāo)準(zhǔn)增加Cr雜質(zhì)指標(biāo)，控制范圍為不大于0.0020%，并將Zn不大于0.01%改為Zn不大于0.0020%，F(xiàn)e不大于0.01%改為Fe不大于0.0050%。B）隨著鎳鈷錳氫氧化物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品類型越來越多樣化，受生產(chǎn)工藝的限制，某些特殊類型的產(chǎn)品中Na和SO42-已超出了之前國標(biāo)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，但依然能滿足需求方的要求。SO42-和S含量可以相互轉(zhuǎn)換，雜質(zhì)名稱用S表示更為簡單。因此新標(biāo)準(zhǔn)將Na不大于0.015%改為Na不大于0.03%

19、，將SO42-不大于0.5%改為S不大于0.2%。C）在實際采購和供應(yīng)過程中，很少有用戶要求提供Al、Si、Cl含量的數(shù)據(jù)，因此新標(biāo)準(zhǔn)中刪除Al、Si、Cl雜質(zhì)指標(biāo)，對于少數(shù)對Al、Si、Cl含量有要求的應(yīng)用，可由供需雙方協(xié)商確定。物理性能的調(diào)整：A）在實際采購和供應(yīng)過程中，很少有用戶要求提供松裝密度的數(shù)據(jù)，因此新標(biāo)準(zhǔn)中刪除松裝密度指標(biāo)，對于少數(shù)對松裝密度有要求的應(yīng)用，可由供需雙方協(xié)商確定。B）隨著三元材料行業(yè)朝高能量和高功率方向發(fā)展，更小顆粒和更大顆粒的產(chǎn)品得到了發(fā)展，并且已經(jīng)突破技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。因此新標(biāo)準(zhǔn)中將激光粒度(D50)范圍由518m改為125m，且將15m的定義為小顆粒產(chǎn)品

20、，515m的定義為中等顆粒產(chǎn)品，1525m的定義為大顆粒產(chǎn)品。C）大小顆粒的合成工藝不同，其振實密度差別較大，因此新標(biāo)準(zhǔn)中將振實密度根據(jù)大小顆粒進(jìn)行分類：小顆粒產(chǎn)品的振實密度1.0 g/cm3，中等顆粒產(chǎn)品的振實密度1.6 g/cm3，大顆粒產(chǎn)品的振實密度2.1 g/cm3。D）三元材料的主要發(fā)展方向是向著高能量密度或高功率發(fā)展，比表面積的范圍會更寬，以滿足不同產(chǎn)品的要求，因此新標(biāo)準(zhǔn)中將比表面積范圍改為230 m2/g。增加磁性異物含量：鋰離子電池在便攜設(shè)備和電動汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，行業(yè)對產(chǎn)品安全性能要求越來越重視，磁性異物對電池的安全性能極其不利，因此行業(yè)內(nèi)對材料中磁性異物的含量越來越重視

21、，新標(biāo)準(zhǔn)中增加對磁性異物指標(biāo)的規(guī)定。由于大小顆粒產(chǎn)品物理狀態(tài)有一定的差異，其磁性異物含量也存在差異，因此規(guī)定小顆粒產(chǎn)品中磁性異物含量不大于100ppb，中等顆粒和大顆粒產(chǎn)品中磁性異物含量不大于60ppb。水分的調(diào)整：隨著鎳鈷錳氫氧化物產(chǎn)業(yè)日趨成熟，干燥工藝和設(shè)備逐漸完善，行業(yè)內(nèi)對水分的控制已經(jīng)達(dá)到了更高的水平，因此新標(biāo)準(zhǔn)中將水分含量由不大于1.5%改為不大于1.0%。由于水分不屬于化學(xué)成分范疇，其測試方法與化學(xué)成分也完全不一樣，因此新標(biāo)準(zhǔn)中將水分從化學(xué)成分中獨立出來。外觀質(zhì)量的調(diào)整：原標(biāo)準(zhǔn)中未對產(chǎn)品顏色進(jìn)行規(guī)定，新標(biāo)準(zhǔn)中增加產(chǎn)品外觀為黑色或深棕色粉末的描述。2、測試方法的確定A）2013年出臺了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T 928：鎳鈷錳三元素氫氧化物化學(xué)分析方法，因此新標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品化學(xué)成分（含鎳鈷錳主元素和雜質(zhì)元素）的測定方法修