国家标准
GB /T XXXX-XX《锂离子电池压延铜箔》(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
1、任务来源
锂离子电池是最新发展起来的绿能源,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(Nippon mining)、日本福田金属箔粉公司(Fukuda)、日立电线公司(Hitachi cable)、美国奥林黄铜(Olin Brass)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〔2015〕59号和有标委[2015]29号《关于转发2015年第二批有金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知》,其中序号59(项目编号“20152292-T-610”)《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2018年9月。
2、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30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,主要生产厚度0.006mm以
上、宽度650mm以内的高精电子压延铜箔,年生产能力5000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2000年始参加国家及有金属行业技术标准起草工作,拥有国家标准起草资格人员7人,负责及参与起草国家标准8项,行业标准5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3000平方米,配备国际先进水平的高精度检测仪器,包括进口SPECTRO LAB直读光谱仪、Thermo ICAP6300 ICP光谱仪、日本电子扫描电子显微镜、Axio Observer.A1m金相显微镜、DDS-307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30多套台,价值近2000万元。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。
3、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
1、标准编制原则
(1)本标准按照GB/T1.1-2009《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TCS2009《中国标准编写模板》国家标准的电子文本要求。
(2)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
(3)满足国内外客户对产品的技术需求。
2、确定标准主要内容的论据
2.1标准题目与适用范围
2.1.1本标准立项名称为“压延铜箔”,英文名为“Rolled Copper Foil”。现申请标准名称变更为“锂离子电池用压延铜箔”,英文名为“Rolled Copper Foil for lithium ion battery”。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”重点专项2016年度项目申报指南中4.1 高性能高精度铜及铜合金板带材制造技术的内容,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。
2.1.2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。2.2要求
2.2.1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:
(1)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。
(2)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3个牌号,分别为TU1、TU2、TSn0.12,产品的供货状态为他硬态(HO4)。因此,确定本标准的牌号为3个,硬态为本标准唯一状态。
(3)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8~20μm,宽度300~650mm;经供需双方协商,也可供应其他状态、规格的产品。
(4)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TU1(T11050)制造的、硬态(H04)、厚度为10um、宽度为600mm的压延铜箔标记为:
铜箔GB/T XXX-TU1 H04-10×600
或铜箔GB/T XXX-T11050 H04-10×600
2.2.2化学成分
比亚迪生产厂家化学成分的规定见表1。
表1 化学成分
2.2.3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 29847-2013中6.4的方法进行测量。统计8μm、9μm、10μm、12μm、15μm、20μm六种常用规格的单位面积质量数据,每个规格共70组数据,得出中值及偏差范围。牌号TU1、TU2、TSn0.12 的化学成分相差很小,单位面积质量差别忽略不计。
厚度8μm的单位面积质量数据统计如表2所示,数据分布直方图如图1所示。
表2 8μm单位面积质量频数和频率分布表
图1 8μm单位面积质量频数直方图
由图表可知,8μm的单位面积质量≥66g/m2,均介于66~70g/m2之间,68g/m2为中值,公差范围为±2.0g/m2,指标制定合理,属于成熟产品。
厚度9μm的单位面积质量数据统计如表3所示,数据分布直方图如图2所示。
表3 9μm单位面积质量频数和频率分布表