锂离子电池石墨烯导电浆料GRA-X
1. 规格型号
GRA-X分别为：GRA-0；GRA-1；GRA-2
2. 应用范围
本规格书提供顶盛体育(珠海)有限公司的 GRA-0及GRA-1 型石墨烯导电浆料的详细技术参数以及电池制作工艺，适用于各类软包、圆柱、钢壳电池的生产。
3. 引用标准
本标准参考顶盛体育(珠海)有限公司技术标准规范编制而成。
4. 物理指标
|
检验项目 |
单位 |
产品型号 |
|||
|
GRA-0 |
GRA-1 |
GRA-2 |
|||
|
外观 |
/ |
黑色浆料 |
黑色浆料 |
黑色浆料 |
|
|
固体含量 |
% |
8.0±0.2 |
6.5±0.2 |
6.0±0.2 |
|
|
浆料石墨烯含量 |
% |
3.0±0.1 |
3.5±0.1 |
4.0±0.1 |
|
|
水分 |
ppm |
≤1400 |
≤1400 |
≤1400 |
|
|
PH |
/ |
6.5-7.0 |
6.5-7.0 |
6.5-7.0 |
|
|
粘度 |
mPa.s |
≤12000 |
≤11000 |
≤10000 |
|
|
杂质金属 离子含量 |
Cr |
ppm |
≤9 |
≤9 |
≤9 |
|
Co |
ppm |
≤10 |
≤10 |
≤10 |
|
|
Fe |
ppm |
≤30 |
≤30 |
≤30 |
|
|
Mg |
ppm |
≤10 |
≤10 |
≤10 |
|
|
Mn |
ppm |
≤10 |
≤10 |
≤10 |
|
|
Ni |
ppm |
≤100 |
≤50 |
≤50 |
|
|
Cu |
ppm |
≤5 |
≤5 |
≤5 |
|
下图为GRA-0产品用于三元NCM材料电镜图：
下图为GRA-1产品用于三元NCM材料电镜图：
下图为GRA-1产品有于三元NCM材料电镜图：
5. 电性能
采用用杉杉 FSN-1为负极，珠海赛纬SWJT-B002 电解液。下表为产品全电池基本电性能汇总。
NCM 材料全电池工作截止电压范围为2.8-4.2V。
全电池循环曲线：4C 充电，4C 放电，截止电压2.8-4.2V。
6. 全电池设计示例
（1）基本设计
负极过量 10%；电解液推荐使用珠海赛纬SWJT-B002 （具备较好的倍率性能）。
（2）配方设计
正极采用油性体系，配方如下表。粘度4000~6500 mPa·s。
|
组成 |
NCM |
GRA-0 |
GRA-1 |
GRA-2 |
PVDF |
|
含量/% |
93 |
4 |
----- |
----- |
3 |
|
93 |
----- |
4 |
----- |
3 |
|
|
93 |
----- |
----- |
4 |
3 |
负极采用水性体系，配方如下表。粘度3000~4500 mPa·s。
|
组成 |
C |
SP |
CMC |
SBR |
|
含量/% |
93 |
2.5 |
1.5 |
3.0 |
（3）极片设计
|
正极 |
项目 |
面密度 g/m2 |
冷压片厚/μm |
压实密度/g·cm-3 |
|
参数值 |
230 |
87±3 |
3.3 |
|
|
负极 |
项目 |
面密度 g/m2 |
冷压片厚/μm |
压实密度/g·cm-3 |
|
参数值 |
107 |
79±3 |
1.5 |
（4）其他材料设计
|
项目 |
铝箔 |
隔膜 |
电解液 |
|
参数值 |
厚16μm |
厚25μm |
6.5g |
7. 电池制作工艺控制重点
特别注意事项：材料制浆应在真空釜内真空密闭进行，材料制程与环境接触的任何环节（粉体、浆体、极片）应保持环境湿度尽量低（建议相对湿度5%以下），全程尽量减少材料暴露的时间。
7.1 物料准备
(1) 未开封的 NCM材料可直接使用，开封后的材料使用完后应及时真空密封保存，避免NCM与空气长时间接触，因为吸收过多的H2O 和CO2 后性能会受影响。
(2) SP使用前在120 ℃真空干燥箱中真空干燥6h 以上。PVDF 使用前在85℃真空干燥箱中真空干燥6h 以上。NMP 溶剂需要密封保存于干燥环境中备用。推荐采用水含量低于200ppm的NMP 配料。
7.2 正极制浆与涂布
正极制浆和涂布过程及注意事项如下：
（1）称取规定质量的NMP 溶剂，加入到配料罐中，然后称取PVDF 粘结剂，中速（公转~15 r/min,自转~700）搅拌30 min，然后提高搅拌速度（公转~25 r/min，自转~2000 r/min）继续搅拌至无白色物质；
（2）称取定量的导电剂加入搅拌罐中，先慢速（公转~10 r/min，自转~400 r/min）搅拌30 min，
再快速搅拌90 min（公转~30 r/min，自转~3000 r/min）；
（3）称取一半量的NCM加入其中，先慢速（同上）搅拌20 min，再快速（同上）搅拌60 min，再称取另一半的NCM 加入其中，先慢速搅拌20 min，再快速搅拌至浆料粘度满足要求为止，中间刮料2-3 次。
（4）投料拉浆时，浆料须先搅匀，加料时需要定时搅动浆料，最好采用带搅桨的自动气压上料罐，以确保浆料均匀性。生产过程中，浆料最长搁置时间不超过12 h。涂布时，观察极片是否光滑，不光滑说明分散时间不够，需要延长搅拌时间或加大搅拌速度。涂布烘箱分温区控制，第一段温度100 ℃，第二段128 ℃，第三段120 ℃，末段95 ℃。
（5）涂布完成后，极片需置于真空干燥箱中抽真空常温保存。
7.3 制片与卷绕
制片前，极片需先在85 ℃ 真空干燥箱中真空干燥4 h。操作人员需带无粉橡胶手套，并带口罩。叠片前做好极片除尘工作。制片完后的极片需尽快完成叠片，否则极片需要在真空干燥箱中抽真空或充氮气保存。为避免漏液，推荐使用高质量的白胶极耳。
7.4 注液
注液前电芯需真空 85℃干燥24 h 以上，须严格控制电解液的含水量小于20 ppm，推荐小于10 ppm。推荐注液后老化房（45 ℃）搁置12 h 后再化成。
7.5 化成
化成可根据厂家工艺自由选择，对于 NCM电池，可将化成截止电压适当提高至3.85 V。
7.6 老化
化成后，在 45℃老化房老化24 h，高温老化有助于提高NCM 电池的循环性能。其他工艺控制重点与常规材料（相同。而且上述工艺仅供参考，实际应用中根据各公司实际情况作相应调整。
8. 化学品物质安全数据表
8.1 化学品名称和制造商信息
|
产品名称 |
石墨烯导电浆料 |
|
商用名 |
GRA-X石墨烯导电浆料 |
|
用途 |
工业生产 |
|
制造商 |
顶盛体育(珠海)有限公司 |
|
联系电话 |
0756-3365100 |
8.2 危害信息
含有NMP等有机溶剂。可能对皮肤、眼睛、呼吸道造成刺激。
8.3 急救措施
（1）吸入 移至新鲜空气处；如果发生呼吸不畅，请及时就医。
（2）摄取 在医护人员的指导下，立即催呕，并请及时就医。
（3）皮肤接触 用肥皂和清水清洗15 分钟，脱去受污染的鞋及衣物，在穿戴前清洗干净。如发生过敏现象，请及时就医。
（4）眼接触 用大量水冲洗眼睛至少15 分钟，并不时提拉上下眼睑。如果刺激感持续，请及时就医。
8.4 消防
（1）灭火剂：化学干粉、二氧化碳、水喷或适用泡沫。
（2）灭火程序：穿全套保护服并配备自给呼吸器来保护皮肤和眼睛的安全。
（3）泄露应急处理：放入合适的容器内，用肥皂清洗溅出点，用大量水清洗溅出区域。
8.5 操作和储存
（1）操作：穿合适的防护服，手套，护眼/面具保护和能过滤尘埃颗粒的呼吸器。
（2）储存：要求室温密闭储存，注意保持房间的阴凉、干燥和通风，并远离火源。
8.6 废弃处理
联系得到许可的专业废物处置机构来处理废物；遵守所有国家，地区的环保条例。
8.7 运输信息
此产品在国家/洲际公路，铁路，海上和空中运输并不构成有害物质。
