T-SPSTS 051-2024 锂离子电池用涂碳铝箔

ICSCCS77.150.10H61T/SPSTS051—2024锂离子电池用涂碳铝箔Carhon-coatedaluminumfoilforlithiumionhatteries2024-12-12实施2024-12-12实施深圳市电源技术学会发布IT/SPSTS051—2024前言 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14分类 14.1牌号、状态、规格 14.2标记示例 25要求 25.1外观质量 25.2尺寸及允许偏差 25.3化学成分 35.4室温拉伸性能 35.5表面润湿张力 45.6方块电阻 45.7涂层剥离强度 4 45.9耐溶剂性 45.10缺陷要求 46试验方法 56.1外观质量 56.2尺寸及允许偏差 56.3化学成分 66.4室温拉伸性能 66.5表面润湿张力 66.6方块电阻 66.7涂层剥离强度 6 66.9耐溶剂性 76.10缺陷要求 77检验规则 7.1检查与验收 77.2组批 77.3检验项目 77.4取样 87.5检验结果的判定 9 9ⅡT/SPSTS051—2024 附录A(规范性)GB/T3190—2020规定的铝箔基材化学成分 附录B(规范性)GB/T24533—2019规定的铝箔涂层化学成分 附录C(资料性)光箔与涂碳铝箔的室温拉伸性能检测数据示例 T/SPSTS051—2024Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由深圳市电源技术学会提出并归口。本文件起草单位：惠州市冠业新材料科技有限公司、盐城冠业新材料科技有限公司、清华大学深圳国际研究生院、曙鹏科技(深圳)有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、深圳市电源技术学会、深圳石墨烯创新中心有限公司。本文件主要起草人：刘俊兴、钱初淼、康飞宇、孟晶晶、刘焱、卜芳、林晓倩、秦显营、于孟、赵琪鲜、周晓键。T/SPSTS051—2024Ⅲ锂离子电池用涂碳铝箔本文件规定了锂离子电池用涂碳铝箔的术语和定义、分类、要求、试验本文件适用于锂离子电池用涂碳铝箔。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T3190—2020变形铝及铝合金化学成分GB/T3199铝及铝合金加工产品包装、标志、运输、贮存GB/T8005.1铝及铝合金术语第1部分：产品及加工处理工艺GB/T16865变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法GB/T20975(所有部分)铝及铝合金化学分析方法GB/T22638.1铝箔试验方法第1部分：厚度的测定GB/T22638.2铝箔试验方法第2部分：针孔的检测GB/T22638.4铝箔试验方法第4部分：表面润湿张力的测定GB/T22638.6铝箔试验方法第6部分：直流电阻的测定GB/T22638.10铝箔试验方法第10部分：涂层表面密度的测定GB/T24533—2019锂离子电池石墨类负极材料GB/T26492.4变形铝及铝合金铸锭及加工产品缺陷第4部分：铝箔缺陷GB/T33143—2022锂离子电池用铝及铝合金箔GB/T8005.1、GB/T26492.4界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1涂碳铝箔carbon-coatedaluminumfoil以铝箔为基材，表面涂覆有胶粘剂和碳粉、石墨烯、碳纳米管等导电材料制成一种复合箔材。[来源：GB/T15069—2008,A.1.1.1.3,有修改]依据GB/T33143—2022的规定，涂碳铝箔基材的牌号、状态、规格应符合表1的要求。工2T/SPSTS051—2024表1涂碳铝箔基材的牌号、状态、规格mm0.008～0.0204.2标记示例标记按照产品状态、名称、牌号、状态和标准编号的顺序表示。示例：电池箔T1100-H180.012×718mm5.1外观质量5.1.1表面涂碳铝箔表面应整体均匀，不应出现腐蚀、擦伤、划伤、针孔等影响使用的缺陷，不应有影响使用的波5.1.2端面涂碳铝箔卷端面应洁净，不应出现毛刺、碰伤、擦伤、划伤等缺陷。5.1.3管芯管芯材质可为钢、铝、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料等。管芯内、外壁应洁净、无污物，管口边缘应平滑。管芯长度应≥箔宽，管芯不应内陷。5.2尺寸及允许偏差5.2.1涂碳铝箔5.2.1.1按照GB/T33143—2022的规定，涂碳铝箔基材尺寸允许偏差应符合表2的规定。表2涂碳铝箔基材尺寸允许偏差允许偏差超高精级高精级普通级厚度(T)/mm面密度(A)/(g/m²)士4%A宽度(W)/mm一注：需方需要高精级或超高精级时，应在订货单(或合同)中注明，未注明时按普通级供货。T/SPSTS051—202435.2.1.2涂炭铝箔涂层厚度由供需双方协商确定，并在订货单(或合同)中具体注明。5.2.1.3单面面密度不小于2.00g/m2的涂碳铝箔的涂层面密度允许偏差应符合表3的规定。注：需方需要高精级时，应在订货单(或合同)中注明，未注涂碳铝箔管芯内径偏差应符合表4的规定。表4管芯内径要求管芯内径mm管芯内径mmmm5.3.1涂碳铝箔基材的化学成分应符合GB/T3190—2020的规定(见附录A)。5.3.2涂碳铝箔涂层部分铁元素的质量分数应≤0.005%,其他微量金属无素(钠、铬、铜、镍、铝、钼)质量分数和磁性物质总量(以铁(Fe)、铬(Cr)镍(Ni)、锌(Zn)、钴(Co)元素总量计)应符合GB/T24533—2019中表5的要求(见附录B)。5.4室温拉伸性能涂碳铝箔的室温拉伸性能应符合表5的规定。表5室温拉伸性能要求牌号、状态厚度抗拉强度MPa延伸率%涂碳铝箔类型H18双面涂H18H18≥H18T/SPSTS051—20244表5室温拉伸性能要求(续)%9单面涂注：双面光与单面光涂碳铝箔的室温拉伸性基材两面均涂覆有胶黏剂和碳粉、石墨烯、碳纳米管b基材仅有一面涂覆有胶黏剂和碳粉、石墨烯、碳纳米管5.5表面润湿张力涂碳铝箔表面润湿张力应≥56.0×10-³N/m。5.6方块电阻涂碳铝箔方块电阻应≤0.2mΩ。5.7涂层剥离强度涂碳铝箔涂层剥离强度应≥10N/μm。5.8.1经6.8.1试验后，涂碳铝箔不应出现掉粉、起鼓的情况。5.8.2经6.8.2试验后，涂碳铝箔厚度增加量应≤100%。5.9耐溶剂性经6.9.1试验后，涂碳铝箔不应露出基箔。5.9.2耐N-甲基吡咯烷酮(NMP)经6.9.2试验后，涂碳铝箔不应露出基箔。5.10缺陷要求应无接头。5.10.2错层涂碳铝箔错层应符合表6中的规定。T/SPSTS051—20245涂碳铝箔塔形应符合表7中的规定。表7塔形要求标准值mm塔形涂碳铝箔针孔个数应符合表8的规定。针孔直径(d)mm针孔个数个/m²d>0.200.1<d≤0.2d≤0.16试验方法6.1外观质量6.2尺寸及允许偏差涂碳铝箔基材厚度按GB/T22638.1规定的方法进行检测，宽度用精度0.01mm的菲林尺或其他工具进行测量；涂碳铝箔基材和涂层面密度按GB/T22638.10规定的方法测定；涂碳铝箔涂层厚度按以下方法测定：a)取适宜尺寸的涂碳铝箔，将其折叠4层，使用归零后的万分尺测量厚度，记为T1;b)再按公式(1)计算涂层厚度。T=T1/4×1000A/2.7…………(1)T/SPSTS051—20246T₁——4层涂碳铝箔的测量厚度，单位为毫米(mm);A——涂碳铝箔基材面密度，单位为克每平方米(g/m²)。管芯尺寸偏差用精度0.01mm的卡尺或其他量具测量。管芯材质由供方保证，其他项目目视检查。6.3化学成分6.3.1涂碳铝箔基材的化学成分按GB/T20975(所有部分)规定的方法进行检测。6.3.2涂碳铝箔涂层部分的微量金属元素(铁(Fe)、钠(Na)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(A1)、钼(Mo))按GB/T24533—2019附录H规定的方法进行检测，磁性物质总量(以铁、铬、镍、锌、钴元素总量计)按GB/T24533—2019附录K规定的方法进行检测。6.4室温拉伸性能按GB/T228.1规定的方法进行检测。6.5表面润湿张力按GB/T22638.4规定的方法进行检测。按以下方法进行检测：a)准备2片相同面积的T2铜片(通常为1cm²),先使用大于0.0125μm(1500目)砂纸去除氧化层，再用酒精去除表面黑粉；b)2片铜片相夹，相夹力量为100g左右，上下接上导线，电阻测试仪数值归零；c)将待测试片裁切为4cm²样品，再夹于2片铜片间，相夹力量与铜片一致，测量涂碳铝箔面6.7涂层剥离强度取适宜尺寸的涂炭铝箔试样，用刮刀涂布器将电极涂料涂布于其表面，进行干燥处理，涂层厚度控制a)沿着涂布方向将试样的一端裁切整齐，再将试样裁切整齐端对准裁纸刀30cm处，裁切成30cm长的样片，将靠近两侧极耳侧约2cm裁切掉，剩余试样按每30mm宽度裁切，得到300mm×30mm的样条；b)取30mm宽的双面胶带约200mm,将其粘贴在180mm×50mm钢板光滑面上，胶带一端留出20mm～30mm的宽度，再沿着涂布方向用2kg胶辊将粘贴胶带的钢板碾压3次，只做推动不用力；c)撕掉胶带保护面，将样条粘贴在胶带上，再次沿着涂布方向用2kg胶辊将粘贴胶带的样片碾压3次，只做推动不用力。多个试样时，碾压辊压力应保持一致；d)手动将样条留出部分和胶带折入部分轻轻拉开至涂层分离约10mm;随后将碾压好的样条拿到拉力机上匀速拉伸180°,结果取最大值(平均),该值即为涂层剥离强度。6.8.1提取2000mL电解液装入高硼硅刻度广口瓶，在85℃水浴炉浸泡24h,观察涂炭铝箔情况。T/SPSTS051—202476.8.2提取2000mL电解液装进高硼硅刻度广口瓶，在60℃水浴炉浸泡24h,观察涂炭铝箔情况。采用耐摩擦试验机试验，测试杆上增加25g砝码(表面总重75g),用测试棉签头蘸水擦拭涂碳铝箔表面20次，观察擦拭后的表面情况。采用耐摩擦试验机试验，测试杆上增加25g砝码(表面总重75g),用测试棉签头沾NMP擦拭涂碳铝箔表面200次，观察擦拭后的表面情况。6.10缺陷要求采用精度0.01mm的卡尺或其他量具测量。采用精度0.01mm的卡尺或其他量具测量。按GB/T22638.2规定的方法进行检测。7.1检查与验收涂碳铝箔应经检验保证质量符合本文件要求方可出厂，并附质量证明书。7.3检验项目每批涂碳铝箔出厂检验项目应符合表9的规定。表9出厂检验项目序号是否出厂检验1外观质量表面√端面√管芯√8T/SPSTS051—2024表9出厂检验项目(续)2√√√√√√3铝(Al)、硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、锌(Zn)、一限用物质含量(铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr))一微量金属元素(铁(Fe)、钠(Na)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Mo))一磁性物质总量(以铁(Fe)、铬(Cr)、镍(Ni总量计)一限用物质含量(铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr))一4√√5表面湿润张力√6√7√8一9一一√√√√7.4取样按表10的规定取样。表10取样要求序号检验项目取样规定要求的章条号试验方法的章条号1外观质量逐卷检查5.16.12尺寸及允许偏差逐卷检查5.26.2T/SPSTS051—20249表10取样要求(续)检验项目34每批抽取不少于2卷，每卷切取3个纵向5表面润湿张力6789缺陷7.5检验结果的判定7.5.1涂碳铝箔外观质量、尺寸偏差不合格时，判定该卷产品不合格。7.5.2涂碳铝箔化学成分不合格时，若产品能区分熔次，则判定该试样代表的熔次不合格，其他熔次依7.5.3涂碳铝箔的室温拉伸力学性能、表面润湿张力、方块电阻、涂层剥离强度、溶胀、耐溶剂性任意一项不合格时，应从该批产品(包括该不合格涂碳铝箔)中(或该不合格试样涂碳铝箔上)另取双倍数量的涂碳铝箔进行该不合格项重复试验。重复试验结果全部合格，则判定该批产品合格。若重复试验结果中仍有涂碳铝箔性能不合格，则判定该批产品不合格。经供需双方商定允许供方逐件检验，合格者交货。8.1.1产品标志应在检验合格的每卷产品上做标记(或贴标签),标记内容如下：a)产品名称；b)用途代号；c)牌号；d)状态；e)尺寸规格；f)批号或卷号(为实现卷号可追溯性，宜采用条码形式);