標準助推新能源汽車產業發展
——YS/T 1448-2021《包覆型鎳鈷錳酸鋰》標準解讀

行業標準YS/T 1448-2021《包覆型鎳鈷錳酸鋰》于2021年12月2日發布，2022年4月1日實施，該標準是新能源汽車產業鏈上的正極材料標準，對于推動我國新能源汽車產業的高質量發展具有重要意義，本文將對YS/T 1448-2021《包覆型鎳鈷錳酸鋰》進行標準解讀。

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在新能源汽車產業的帶動下，近年來我國鋰離子電池的產量和市場需求量迅猛增長。正極材料是鋰離子電池的核心和關鍵材料，動力電池占電動汽車整車制造成本的30%～40%，要使電動汽車更具價格優勢，形成足夠的市場競爭力，必須降低動力電池成本；而在動力電池的成本構成當中，正極材料的成本超過40%，因此推廣性能優越、價格低廉的正極材料是推動電動汽車發展的關鍵。

目前在我國的鋰電池領域，鎳鈷錳酸鋰是三元材料的主要產品。在過去，國內的三元材料一般是部分替代鈷酸鋰使用領域，與錳酸鋰或者鈷酸鋰混合用于中低端的電子消費品，與錳酸鋰混合應用于中低端動力市場。隨著近年新能源汽車的高速發展，三元材料充當越來越重要的角色；特斯拉、三星等國外公司，普遍采用三元材料作為鋰電池正極材料。

在鋰離子電池工業化推廣中，對電池容量、安全性、綜合成本的要求較高，正極材料成為阻礙其發展的主要瓶頸。目前，廣泛應用的正極材料主要有以下幾種：鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等，其中鈷酸鋰材料價格較貴且存在嚴重的安全隱患，錳酸鋰材料的充放電性能和循環性能較差，使得這兩種正極材料的應用受到很大的限制；磷酸鐵鋰因其能量密度低不能滿足高能量密度的發展需求，也逐漸被能量密度高的鎳鈷錳酸鋰代替。

包覆型鎳鈷錳酸鋰簡介

殘余鋰含量。低鎳的包覆型鎳鈷錳酸鋰在燒制過程中通常采用碳酸鋰作為鋰源，高鎳的包覆型鎳鈷錳酸鋰在燒制過程中采用氫氧化鋰作為鋰源。不管采用什么材料作為鋰源，其鋰配比均較高，燒制后鋰源會以氫氧化鋰和碳酸鋰等形式存在于正極材料表面，與包覆型鎳鈷錳酸鋰中的鋰不能溶于水不同，這些表面鋰能溶于水中，行業內一般稱為殘余鋰或者游離鋰。殘余鋰對材料的性能和電池制備工藝有著重要的影響。材料中殘余鋰含量高時，制漿時黏度大，將影響材料的加工性能；與此同時，殘余鋰含量過高的材料制成的電池在高溫存儲時容易出現鼓脹現象，從而導致材料容量下降和安全問題，因此須控制材料的殘余鋰含量的上限。根據調研結果，同時考慮使用企業要求以及生產企業目前的工藝水平，本標準規定包覆型鎳鈷錳酸鋰中殘余鋰含量應不大于0.26%。

包覆型鎳鈷錳酸鋰表面的包覆層可以阻止材料中氧的失去，同時可抑制正極材料與電解液的氧化反應，改善正極材料的電化學性能。目前常用的包覆介質有單質、氧化物（氫氧化物）和鋰鹽等，常用的包覆介質主要是TiO

、Al

O

、SnO

、ZrO

、YPO

、ZnO、MoO

等金屬氧化物，C、AlPO

、AlF

、LiAlO

、LiTiO

等非氧化物和Al（OH）

氫氧化物。包覆可保持正極材料較高的初始容量，抑制正極材料中的金屬離子與電解液之間的副反應，從而減少金屬離子的損失、改善正極材料的容量保持率。

擇取2016年1月至2018年2月行宮頸癌早期篩查的134例患者,其年齡為27-56歲不等,均齡為(41.50±2.35)歲。所有入選者均有性生活,具有篩查宮頸癌的需求。將其隨機分入對照組和研究組,67例為一組,對比兩組患者文化水平、年齡、疾病類型等一般資料,未見明顯差異(P>0.05),臨床可比性較高。所有患者均知曉本次研究目的、內容,入組行為均屬自愿。

通過包覆修飾鎳鈷錳酸鋰表面，維持鎳鈷錳酸鋰自身較高的初始容量，循環性能得到了大大的改善，尤其是在高溫高倍率下，多次循環后電池的容量衰減明顯減少。這是由于在使用六氟磷酸鋰電解液時，包覆層的存在抑制了循環過程中氟化氫對電極材料的腐蝕性，減少了電解液與電極材料的副反應，阻止了鎳鈷錳金屬離子的溶解，從而降低了電池的阻抗，大大改善了材料的電化學性能。

解讀行業標準YS/T 1448-2021《包覆型鎳鈷錳酸鋰》

觀察兩組患者的護理滿意度,護理滿意度采用醫院自制的護理滿意度調查表進行調查,90-100分為非常滿意,60-89分為基本滿意,60分以下為不滿意。

水分含量。水分對電池極片制備和電池性能影響較大。材料水分超標，會引起漿料團聚、極片涂覆性能差、極片掉粉等問題，多余的水分帶入電池中，會和電解液反應產生氫氟酸，腐蝕電池引發安全問題，所以應嚴格控制產品水分含量。考慮生產企業生產產品水分含量和使用企業水分要求，結合調研結果，本標準規定產品中的水分含量應不大于0.05%。

化學成分。包覆型鎳鈷錳酸鋰所含元素中Li、Ni、Co、Mn四個元素為主含量，依據常規要求，其標準范圍的制定是根據包覆型鎳鈷錳酸鋰的生產和使用行業需求的整體水平而定。雜質元素標準范圍主要是依據客戶的技術規格書、生產工藝的實際水平來制定的。由于正極材料基本采用前驅體和鋰鹽燒結工藝制備，而前驅體制備過程中使用硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳、氫氧化鈉等原料，原料中的Na、S、Mg、Si、Ca等元素含量較高，須加以控制，因使用硫酸鹽而不采用氯化鹽，故不再將Cl

作為雜質元素進行限制。在正極材料的生產過程中，易帶入Fe、Cu、Zn等金屬雜質，同時將有害元素Cr、Cd、Pb列入。雜質元素規定了Na、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、Si、Cr、Cd、Pb、S的要求。包覆元素的含量根據包覆物質的特性以及包覆效果，一般包覆元素含量在0.05%～1.50%范圍內。包覆型鎳鈷錳酸鋰化學成分指標具體見表1。

磁性異物。電池安全問題一直是行業關注的核心，隨著新能源汽車的不斷發展，末端產品對于鋰電池的能源密度要求越來越高，同時也對電池的安全性提出了更高的要求。磁性異物的存在給鋰電池的安全性能帶來了很大的隱患，目前鋰電池正極材料對磁性異物的要求非常高。Fe、Ni、Zn、Cr雜質是磁性異物的主要成分，因為鋰離子電池正極材料中的磁性異物在充電過程中會溶解，然后在負極上還原成單質Fe、Zn、Cr晶核，晶核具有一定的磁性，且生長很快，所以很容易在負極形成Fe、Zn、Cr的枝晶。枝晶硬度很大，很容易刺破隔膜，造成電池內部短路，導致電池自放電，甚至引發起火、爆炸。所以，在生產過程中必須嚴格把控鋰離子電池正極材料中磁性異物的總含量。最大可能的去除磁性異物，已成為各鋰離子電池正極材料生產廠家的主要發展方向，磁性異物含量的高低是衡量鋰離子電池正極材料品質高低的重要指標。根據客戶需要和調研結果，本標準規定包覆型鎳鈷錳酸鋰中磁性異物含量應不大于0.000005%。

隨著對電動汽車動力電池性能要求的不斷提高，電池生產廠家為了滿足整車企業要求，不斷提高對正極材料的要求。電池材料為了滿足電池生產企業對電池性能的要求，不斷對鎳鈷錳酸鋰進行包覆改性，生產的正極材料也逐漸由單純的鎳鈷錳酸鋰轉變為包覆型鎳鈷錳酸鋰，目前市場上車用動力電池采用的鎳鈷錳酸鋰幾乎均為包覆型鎳鈷錳酸鋰。

外觀質量。根據調研結果顯示，本標準規定包覆型鎳鈷錳酸鋰為黑色粉末或灰黑色的粉末，顏色均一，無結塊，無夾雜物。

pH值。pH值反映了正極材料含堿量的大小，而含堿量較高時會導致正極漿料黏度高，不利于正極片的涂覆。根據調研結果，本標準規定了包覆型鎳鈷錳酸鋰的pH值應在10～12范圍內。

傳統上航空是開發和引進新材料系統與生產技術的先驅。材料開發的關鍵推動力是減輕重量，改善特定應用性能，降低成本。[1]用來制造、生產各種航空器所用的材料統稱為航空材料，是制造航空產品的物質基礎，也是使航空產品達到高質量、高安全、長壽命、低成本等特性的基礎。航空用金屬材料指用于制造各種各樣的航空飛行器的金屬材料。在航空物流日益發達的今天，飛行依靠高效的機體結構、強勁的起落架和發動機、先進的系統等，所有這些部件的主要組成部分都是航空用金屬材料。[2]

比表面積。正極材料比表面積影響電池的電性能，比表面積更大時其倍率性能更好，但循環性更差，也影響正極片的涂覆工藝。根據調研數據，本標準規定了包覆型鎳鈷錳酸鋰的比表面積不大于1.20平方米/克。

振實密度。振實密度的大小是決定電池單位體積能量密度的重要因素之一，振實密度的提高，有助于提升單體體積能量密度，因此振實密度不宜太低。根據調研結果，鑒于不小于1.40克/立方厘米的振實密度已能滿足目前絕大部分生產企業產品和客戶使用產品的要求，本標準規定包覆型鎳鈷錳酸鋰的振實密度應不小于1.40克/立方厘米。

粒度分布。包覆型鎳鈷錳酸鋰為微納米級粉體材料，其粒度及粒度分布會影響正極材料的比表面積、振實密度、壓實密度等。根據目前生產工藝水平以及包覆型鎳鈷錳酸鋰自身的特點及調研結果，其粒度分布要求呈正態分布，粒度分布特征值范圍滿足：D

不小于1.0μm，D

應在2.0μ～18.0μm范圍內，D

應不大于30.0μm。

晶體結構。包覆改性不會更改鎳鈷錳酸鋰的晶體結構，故包覆型鎳鈷錳酸鋰與鎳鈷錳酸鋰均為層狀晶體結構，本標準規定包覆型鎳鈷錳酸鋰晶體結構應符合JCPDS標準（09-0063）。

首次放電比容量。首次放電比容量主要根據目前國內生產工藝水平、調研結果，以及未來的新能源汽車的發展趨勢確定。各企業反饋的結果見表2：有7個企業的數據≥160mAh/g，只有企業E的部分產品為≥151mAh/g，但企業E也生產大量比容量≥160mAh/g的產品。目前新能源汽車朝著長續航里程方向發展，首次放電比容量的提高有助于提升續航里程，因此，要求正極材料的首次放電比容量越來越高。為滿足未來新能源汽車的發展需求以及體現材料的先進性，本標準規定了包覆型鎳鈷錳酸鋰的首次放電比容量應不小于160mAh/g。

學生對這兩門課學習缺乏主動性。因為這兩門課程聯系實際應用很難，由于課程本身就具有理論強，與實踐聯系困難，特別是《信號與系統》課程研究的是連續時間信號，與實際嚴重脫軌，相對來說《數字信號處理》中還提到的有限長和無限長數字濾波器設計的方法和基本應用，所以大部分本科生在學習這門信號處理課程中，反應難點大，不愛學，學習缺乏主動性，存在及格就行的不良思想，尤其有產生對未來就業和考研毫無用處的錯誤思想。同時再學課程之前沒有復習相關數學，對課程中的表達式就不理解和分析，學生不會，就會導致興趣缺乏和沒有主動性，這樣就形成了惡性循環，課程掌握的難度就越來越大和越難了。

首次充放電效率。首次充放電效率的高低體現了正極材料首次充放電容量的損失大小，效率越高表明容量損失越小。根據目前國內生產工藝水平、調研結果，本標準規定了包覆型鎳鈷錳酸鋰的首次充放電效率應不小于85%。

循環壽命。對鎳鈷錳酸酸鋰進行包覆改性能有效提升材料的循環壽命，根據目前國內生產工藝水平和實際試驗測試情況，本標準規定了包覆型鎳鈷錳酸鋰的放電容量達到第一次循環放電容量的80%時，循環次數應不小于1000次。

標準發布實施的重要意義

包覆型鎳鈷錳酸鋰是鎳鈷錳酸鋰的改進產品，相較單純的鎳鈷錳酸鋰，包覆型鎳鈷錳酸鋰具有更良好的循環性能，能延長動力電池的循環壽命，從而提高動力電池使用效率、增加資源利用率，降低了電動汽車的使用成本，“雙碳”背景下動力電池使用壽命增加，也是實現新能源汽車行業節能降碳的有效途徑。因此，包覆型鎳鈷錳酸鋰更符合現實需求，被廣泛應用在電動汽車領域，同時也大量應用在電動汽車、光伏儲能、風力發電等領域。制定《包覆型鎳鈷錳酸鋰》標準，有利于電性能優越的正極材料包覆型鎳鈷錳酸鋰規范的生產、流通和廣泛的應用，進而推動我國新能源汽車產業的更快發展，具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。

再次，仲裁庭認為，美國加利福尼亞州所實施的立法措施是對公眾普遍適用的，而不只是針對Glamis Gold公司的投資。該立法措施并未違反美國應當保護投資者的義務，因為Glamis Gold公司的預期收益并沒有得到美國政府的特別保證，Glamis Gold公司亦沒有提出證據證明加州政府的這一措施是不公平地針對該公司的投資。

展望

發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措，而發展長壽命動力電池是促進新能源汽車發展的核心技術攻關，研究不同包覆物質的包覆型鎳鈷錳酸鋰以延長動力電池壽命是現今及未來重要方向。因此，隨著我國新能源汽車的快速發展和技術的迭代更新，我國包覆型鎳鈷錳酸鋰的產量將越來越高（其產量預測見圖1），預計到2030年包覆型鎳鈷錳酸鋰產量將達到235萬噸。