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国家标准《锂离子电池用压延铜箔》编制说明.pdf

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国家标准《锂离子电池用压延铜箔》编制说明.pdf

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..国家标准GB/TXXXX-XX《锂离子电池用压延铜箔》(讨论稿)编制说明《锂离子电池用压延铜箔》标准起草小组二○一六年五月:..国家标准《锂离子电池用压延铜箔》(讨论稿)编制说明一、工作简况、任务来源锂离子电池是最新发展起来的绿色能源,也是我国能源领域重点支持的高新技术产业。压延铜箔是作为锂离子电池负极集流体的主要材料,其生产技术的发展和性能参数将直接影响锂离子电池的制作工艺、性能和生产成本。目前国外压延铜箔的生产企业主要有:日本日矿金属(Nipponmining)、日本福田金属箔粉公司(Fukuda)、日立电线公司(Hitachicable)、美国奥林黄铜(OlinBrass)等。国内菏泽广源铜带有限公司、山东天和压延铜箔有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司等逐渐开展锂离子电池用压延铜箔的研发与生产,形成规模化、行业化,且市场需求强劲。国内主要生产锂离子电池企业有深圳比亚迪、天津捷威动力、天津力神、中航锂电、国联动力、深圳比克电池等百余家,对压延铜箔的使用及工艺性能具备深入的了解和掌握。在生产企业和使用企业建立稳定供需关系的基础上,可共同对压延铜箔行业标准的技术内容和指标进行确定。本标准制订的目的主要是规范锂离子电池用压延铜箔的生产与供货,为锂离子电池专用压延铜箔生产企业提供质量控制依据,而且为锂离子电池生产企业采购专用压延铜箔提供参考依据。根据国标委综合〔〕号和有色标委[]号《关于转发年第二批有色金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知》,其中序号(项目编号“-T-”)《压延铜箔》国家标准由菏泽广源集团山东天和压延铜箔有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、绍兴市力博电气有限公司等负责起草,完成年限为年月。、承担单位简况菏泽广源铜带有限公司及山东天和压延铜箔有限公司为菏泽广源集团核心企业。依托集团公司近年铜带箔技术积累、人才积累和生产研发平台技术创新能力,引进了世界先进水平的高精电子压延铜箔生产设备和尖端实验检测仪器,建成了国内首条高精电子压延铜箔生产线,、宽度mm以内的高精电子压延铜箔,年生产能力吨,是集高精电子压延铜箔产品生产、研发、销售、服务为一体的专业化生产企业。研发的压延铜箔生产新工艺取得了国家专利授权,产品替代进口,填补了国内空白。高精电子压延铜箔具有高传导性、高弯曲性、高耐化学性等特点,是制作挠性印制电路板、锂离子:..电池和电磁屏蔽等高端电子信息产品的功能性新材料,广泛应用于军工、航空航天、通讯、医疗器械以及办公智能化等高端信息化、智能化领域。菏泽广源集团于年始参加国家及有色金属行业技术标准起草工作,拥有国家标准起草资格人员人,负责及参与起草国家标准项,行业标准项,具有丰富的国家行业标准起草经验。企业压延铜箔实验室面积平方米,配备国际先进水平的高精度检测仪器,包括进口SPECTROLAB直读光谱仪、ThermoICAPICP光谱仪、日本电子扫描电子显微镜、、DDS-电导率仪、万能拉伸试验机、附带恒温箱万能试验仪、耐折性测试仪、附着力测试仪、表面粗糙度仪等多套台,价值近万元。一流完善的物理性能检测及工艺性能测试设备,可满足锂离子电池用压延铜箔的各项性能检测需求。、主要工作过程由于时间紧,任务重,标准制订计划任务正式下达后,立即成立了标准编制组,并落实起草任务,确定标准的主要起草人,拟定该标准的工作计划。具体分工为:菏泽广源集团山东天和压延铜箔有限公司总负责、市场和同行业信息收集、资料汇总及执笔;安徽鑫科新材料股份有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、绍兴市力博电气有限公司负责补充市场信息和标准数据的验证。各企业分工明确,紧密合作,共同完成标准的修订工作。二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据、标准编制原则()本标准按照GB/T.-《标准化工作导则第一部分:标准的结构和编写规则》的要求进行编写,并符合TCS《中国标准编写模板》国家标准的电子文本要求。()标准由国内压延铜箔生产厂家联合制定,参考国外先进企业相关产品标准及《锂离子电池用电解铜箔》的技术指标,确定本标准中箔材的各项技术指标,反映了国内生产企业的产品质量现状及生产技术,便于指导生产,易于应用()满足国内外客户对产品的技术需求。、..本标准立项名称为“压延铜箔”,英文名为“RolledCopperFoil”。现申请标准名称变更为“锂离子电池用压延铜箔”,英文名为“RolledCopperFoilforlithiumionbattery”。首先,本标准项目做为项目计划时申报名称即为“锂离子电池用压延铜箔”,本标准的适用范围是:..锂离子电池负极集流体用压延铜箔,是用途专一的标准。其次,根据国家科技部发布的国家十三五“重点基础材料技术提升与产业化”,明确提出支持“动力电池集流体用超薄高纯铜带材的工业化制造成套技术”。锂离子电池用压延铜箔作为该项目目标产品之一。故修改本标准名称为“锂离子电池用压延铜箔”即切合了国家重大项目,又能真实反应本标准的专业性。..规定了本标准适用范围,本标准适用于锂离子电池用压延铜箔,以利于用户选用。.要求..产品分类产品分类是对锂离子电池用压延铜箔产品的牌号、状态、规格应符合的规定。同时规定了产品标记办法。相关情况分别说明如下:()我国目前生产的压延铜箔是以标称厚度、宽度来划分不同的规格。()通过调研,国内目前在锂离子电池用压延铜箔产品的实际应用中,主要有个牌号,分别为TU、TU、TSn.,产品的供货状态为他硬态(HO)。因此,确定本标准的牌号为个,硬态为本标准唯一状态。()规格型号:根据目前市场需求现状,确定本标准尺寸规格为:厚度~μm,宽度~mm;经供需双方协商,也可供应其他状态、规格的产品。()产品标示方法:按产品名称、本标准编号、牌号(或代号)、状态、厚度和宽度的顺序表示。标记示例如下:用TU(T)制造的、硬态(H)、厚度为um、宽度为mm的压延铜箔标记为:铜箔GB/TXXX-TUH-×或铜箔GB/TXXX-TH-×..化学成分化学成分的规定见表。表化学成分化学元素(质量分数%)牌号代号Cu+AgPFePbSnNiSTUT≥.......TUT≥.......≥.---.~.--:....尺寸偏差单位面积质量是衡量压延铜箔尺寸均匀性的重要指标之一,按《印制板用铜箔试验方法》GB/T-。统计μm、μm、μm、μm、μm、μm六种常用规格的单位面积质量数据,每个规格共组数据,得出中值及偏差范围。牌号TU、TU、,单位面积质量差别忽略不计。厚度μm的单位面积质量数据统计如表所示,数据分布直方图如图所示。表μm单位面积质量频数和频率分布表组号区间中值频数ni频率fi[,]..(,]..(,]..(,]..图μm单位面积质量频数直方图由图表可知,μm的单位面积质量≥g/m,均介于~g/m之间,g/m为中值,公差范围为±.g/m,指标制定合理,属于成熟产品。厚度μm的单位面积质量数据统计如表所示,数据分布直方图如图所示。表μm单位面积质量频数和频率分布表组号区间中值频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].:..图μm单位面积质量频数直方图由图表可知,μm的单位面积质量≥.g/m,均介于.~.g/m之间,g/m为中值,公差范围为±.g/m,指标制定合理,属于成熟产品。厚度μm的单位面积质量数据统计如表所示,数据分布直方图如图所示。表μm单位面积质量频数和频率分布表组号区间中值频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].图μm单位面积质量频数直方图由图表可知,μm的单位面积质量≥.g/m,均介于.~.g/m之间,g/m为:..中值,公差范围为±.g/m,指标制定合理,属于成熟产品。厚度μm的单位面积质量数据统计如表所示,数据分布直方图如图所示。表μm单位面积质量频数和频率分布表组号区间中值频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].图μm单位面积质量频数直方图由图表可知,μm的单位面积质量≥.g/m,均介于.~.g/m之间,g/m为中值,公差范围为±.g/m,指标制定合理,属于成熟产品。厚度μm的单位面积质量数据统计如表所示,数据分布直方图如图所示。表μm单位面积质量频数和频率分布表组号区间中值频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].:..图μm单位面积质量频数直方图由图表可知,μm的单位面积质量≥.g/m,均介于.~.g/m之间,g/m为中值,公差范围为±.g/m,指标制定合理,属于成熟产品。厚度μm的单位面积质量数据统计如表所示,数据分布直方图如图所示。表μm单位面积质量频数和频率分布表组号区间中值频数ni频率fi[,]..(,]..(,]..(,]..(,]..(,]..图μm单位面积质量频数直方图由图表可知,μm的单位面积质量≥g/m,均介于~g/m之间,g/m为:..中值,公差范围为±.g/m,指标制定合理,属于成熟产品。因此,单位面积质量及偏差范围见表。表单位面积质量(单位:g/m)厚度样品牌号中值及偏差μm数量±.±.TU、TU、±.TSn.±.±.±...室温力学性能力学性能是衡量锂离子电池用压延铜箔的重要指标之一,关乎电池负极的生产通过性及电池整体寿命。力学性能可以通过拉伸试验进行测试,测得抗拉强度和断后伸长率。基于生产实际情况和客户不同侧重点需求,对现有产品抽样实测,按合金牌号共分两种TU、TU性能一致,;厚度规格方面~μm(含μm)性能近似,归为一档;μm~μm性能近似,归为一档。~μm采用μm、μm、μm各组数据,共计组数据进行统计分析。牌号TU、TU数据统计如表及表所示,数据分布直方图如图及图所示。表TU、TU产品~μm抗拉强度频数和频率分布表组号区间组中值x′i频数ni频率fi(,].(,].(,].(,].(,].(,].合计表TU、TU产品~μm断后伸长率频数和频率分布表组号区间频数ni频率fi[.%,.%].(.%,.%].(.%,.%].(.%,.%].合计:..频数图TU、TU产品~抗拉强度频数直方图频数[.-.](.-.](.-.](.-.]断后伸长率图TU、TU产品~μm断后伸长率频数直方图由图表可知,TU、TU材料抗拉强度均在MPa以上,大部分分布于MPa~MPa之间,鉴于客户方要求和生产加工率可选择余地大,抗拉强度可不设定上限;断后伸长率都在.%以上,大部分介于.%~.%之间。因此TU、TU产品~μm抗拉强度≥MPa,断后伸长率≥.%,指标制定合理,属于成熟产品。,数据分布直方图如图及图所示。~μm抗拉强度频数和频率分布表组号区间组中值x′i频数ni频率fi(,].(,].(,].(,].(,].(,].合计:..~断后伸长率频数和频率分布表组号区间频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].~μm抗拉强度频数直方图频数[.-.](.-.](.-.](.-.](.-.]~μm断后伸长率频数直方图由图表可知,,大部分分布于MPa~MPa之间,可到达的最高强度较TU、TU高,抗拉强度可不设定上限;断后伸长率都在.%,大部分介于.%~.%之间。~μm抗拉强度≥MPa,断后伸长率≥.%,指标制定合理,属于成熟产品。~μm采集μm、μm、μm厚材料各组数据,共计组数据进行分析。牌号TU、TU数据统计如表及表所示,数据分布直方图如图及图所示。:..TU、TU产品~抗拉强度频数和频率分布表组号区间组中值x′i频数ni频率fi(,].(,].(,].(,].(,].(,].合计表TU、TU产品~μm断后伸长率频数和频率分布表组号区间频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].合计频数抗拉强度图TU、TU产品~μm抗拉强度频数直方图频数[.-.](.-.](.-.](.-.](.-.]断后伸长率图TU、TU产品~μm断后伸长率频数直方图:..、TU材料抗拉强度均在MPa以上,大部分分布于MPa~MPa之间,鉴于客户方要求和生产加工率可选择余地大,抗拉强度可不设定上限;断后伸长率都在.%以上,数量最多的介于.%~.%。因此TU、TU产品~抗拉强度≥MPa,断后伸长率≥.%,指标制定合理,属于成熟产品。,数据分布直方图如图及图所示。~μm抗拉强度频数和频率分布表组号区间组中值x′i频数ni频率fi[,].(,].(,].(,].(,].~μm断后伸长率频数和频率分布表组号区间频数ni频率fi[.,.].(.,.].(.,.].(.,.].(.,.].~μm抗拉强度频数直方图:..频数[.-.](.-.](.-.](.-.](.-.]~断后伸长率频数直方图由图表可知,,大部分分布于MPa~MPa之间,可到达的最高强度较TU、TU高,抗拉强度可不设定上限;、TU好,在材料较厚的情况下的制样影响小,所以其断后伸长率都在.%以上,数量最多的介于.%~.%。~μm抗拉强度≥MPa,断后伸长率≥.%,指标制定合理,属于成熟产品。..表面润湿张力值是铜箔的一项重要指标,目前,在锂离子电池使用过程中,活性物质与集流体之间的粘附效果与电池所能承受的放电电流或电池的循环使用寿命息息相关。铜箔的表面润湿张力值是通过达因值来描述。达因数是一个力学单位,即dyn,工程学中常用于测量粘度和表面张力。用达因笔(规格型号为:-)对铜箔表面张力进行测试,达因笔在铜箔上划线,能够在铜箔上留下痕迹,不出现收缩的迹象所对应的达因笔的数值则为该铜箔表面对应的张力。见图、达因笔的达因液及上述测试方法符合国标GB/T.-《铝箔试验方法》第部分:表面润湿张力的测定。本次标准制定过程中对产品表面达因值进行了大量的实验测试,测试结果汇总见表、、、,数据分析见图、、。:..达因值图达因值表达因值实际测试统计表牌号状态样品数量达因值检测结果范围/mN/mTUTUH~....合计:..表TU达因值频数频率分布表组号区间频数ni频率fi........合计图TU达因值:..,产品制造工艺成熟稳定,工序控制能力较强。因此,本标准中TU、TU和TSn.,表面润湿张力值规定为:≥mN/m。..表面粗糙度表面粗糙度是指铜箔表面上具有较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特性。压延铜箔因具有双面光的特性,其表面粗糙度用轮廓算术平均偏差(Ra)表示,轮廓算术平均偏差(Ra)是在取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值,其统计意义是一阶原点的绝对距,在一定程度上反映了轮廓高度相对中线的离散程度。表面粗糙度测试方法采用国标GB/T-《印制板用铜箔试验方法》第部分:.表面粗糙度和轮廓度(触针法)。利用直径极小的探针与较大的参考面滑动侧头,在施加微小力量下,沿着待测物取样长度中:..表面起伏,而产生微观的上下移动,在将其移量经由磁性传感器取得数据,经专业软件处理后,即可得到粗糙度数据Ra。本次标准制定过程中对产品表面粗糙度进行了大量的实验测试,测试结果汇总见表、、、,数据分析见图、、。表面粗糙度实际测试统计表牌号状态样品数量表面粗糙度检测结果范围/μmTUTUH.~.′i频数ni频率fi(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..合计表TU表面粗糙度频数频率分布表组号区间组中值x′i频数ni频率fi(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..′i频数ni频率fi(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..(.,.]..合计:..图TU表面粗糙度图TU表面粗糙度:..,上述数据表示指标合理,产品工艺成熟稳定,工序控制能力较强。因此,本标准中TU、TU和TSn.,表面粗糙度Ra值规定为:≤.μm。..抗氧化性为了保证材料在一定温度的工作环境中正常使用,必须对产品的抗高温氧化加以规定,通过多次试验和收集整理客户的使用情况,本标准对铜箔的抗高温氧化作出规定。TU、、中、右切取三块mm?mm的试样,(?)℃悬挂于空气循环式恒温箱中,分钟后应无氧化、无变色。铜箔烘烤前铜箔烘烤后..外观质量:..根据生产实际情况,表面缺陷主要有表面颜色不均、氧化变色、划痕、斑点、皱折、压痕、表面不清洁、有异物等缺陷。因此本标准规定了铜箔表面不应有氧化变色、划痕、斑点、皱折、压痕、手印;表面清洁,不应有灰尘、油脂、盐类、铜粉、污迹等影响加工使用的异物;边缘整齐,无缺口、撕裂、卷偏、折叠及波浪边等影响使用的缺陷。三、标准水平分析本标准是新制定标准,是根据我国实际生产使用情况和结合国外先进企业产品标准指标制定的,从各项指标看,本标准对锂离子电池用压延铜箔的各项性能指标及要求进行了详细、明确的规定,能更好的对产品进行规范,满足产品的适用性,促进锂离子电池用压延铜箔的发展。本标准的整体内容达到国际先进水平。四、与现行相关法律、法规、规章及相关标准,特别是强制性标准的协调性本标准的制定过程、技术指标的选定、检验项目的设置符合现行法律、法规和强制性国家标准的规定。五、重大分歧意见的处理经过和依据无六、标准作为强制性或推荐性标准的建议本标准建议作为推荐性国家标准七、贯彻标准的要求和措施建议本标准是以我国铜及铜合金线材的实际生产现状为基础,结合国内、外订货合同要求,标准全面覆盖了锂离子电池用压延铜箔产品的一般要求,建议相关单位组织专项标准宣贯会进行系统学****本标准发布后,各企业应积极宣传和贯彻,并立即采用新标准订货,以保证产品质量,满足国内、外市场及用户的需要。八、废止现行有关标准的建议无相关标准需要废止。九、预期效果本标准在国内生产企业及国内外用户需求的基础上,参照国内外相关产品标准规范制定的,技术指标先进,具有普遍性、广泛性、适用性、科学性和先进性。本标准发布后,将更好的规范我国锂离子电池用压延铜箔产品的性能和技术要求,提高产品在国内、外市场上的竞争力,给生产企业带来较大的经济效益。..