《锂离子动力电池用铝及铝合金箔》“浙江制造”标准编制说明(含先进性说明)1 项目背景我国的新能源汽车行业呈现出迅猛的发展势头,据最新统计数据显示,我国新能源汽车销量已从2015 年的33.1万辆增长到2017年新能源汽车销售77.7万辆。
而作为其核心关键技术的锂离子动力电池产业也得到了飞速发展,动力电池用铝箔的需求量也呈现倍增趋势。
据前瞻产业研究院的《动力锂电池行业分析报告》调研,我国新能源汽车当下处于高速增长期,锂电产业发展前景广阔,已经显现出供不应求的局面。
2014-2018年中国汽车动力锂电池出货量分别为4.4/15.8/28.6/37.9/56.9GWh,预计2020年将达到100GWh,2025年将达到430GWh。
在国外,2014-2017年新能源汽车动力电池出货量分别为6/7.7/13.5/18.5GWh,2020年动力电池需求量预计将达约65GWh,2025年预计达400GWh。
整体来看,全球动力电池需求将在较长时间内保持高速增长,预计2017-2025年间需求CAGR(复合增长率)将达到38%以上。
电池行业的高速发展必将带动动力电池箔精深加工行业的蓬勃发展。
按照以上动力电池出货量数据,预计2020年全球锂电池用铝箔的需求量将达到5.8万吨,2025年将达到28万吨,市场潜力巨大。
电池用铝箔国家标准已经出台对电池箔行业起到了非常好的引导作用,也将铝箔企业和锂电客户连接起来,电池箔产品将会越来越规范。
但此标准在一定程度上并不能满足当前快速发展的市场需要,行业内缺乏标杆标准,因此急需制订达到国内一流、国际先进的精品标准。
2 项目来源由永杰新材料股份有限公司向浙江省品牌建设联合会提出申请,经立项论证通过并印发了浙品联[2019]2号文件批准了项目立项申请,项目名称:《锂离子动力电池用铝及铝合金箔》。
3 标准制定工作概况3.1 标准制定相关单位及人员3.1.1 本标准牵头组织制订单位:浙江省标准化研究院。
3.1.2 本标准主要起草单位:永杰新材料股份有限公司。
3.1.3 本标准参与起草单位:杭州五星铝业有限公司、浙江有色金属协会。
3.1.4 本标准起草人为:沈建国、宋盼、陈登斌、曹诚、任杰克、周然、贺有为、杨玉芳、习羽、蒋建平、晓风清。
3.2 主要工作过程3.2.1 前期准备工作◆调研及立项阶段完成相关标准的收集及国外知名企业标准和相关资料的翻译和收集,同时完成了国内外先进产品技术指标的对比分析和检验检测分析,初步形成标准草案,进行项目申报立项。
◆成立标准工作组根据省品牌联下达的“浙江制造”标准《锂离子动力电池用铝及铝合金箔》制订计划,主起草单位永杰新材料股份有限公司了更好地开展编制工作,召开了标准起草准备会,成立了标准工作组,明确了《锂离子动力电池用铝及铝合金箔》标准研制的重点方向。
◆研制计划2019年4月到5月,调研阶段:浙江省标准化研究院和永杰新材料股份有限公司选派工程师和专业人员成立标准调研组,对现场生产进行调研,同时,广泛听取客户意见和建议,召开内部讨论会,编制了标准各工作阶段的任务、时间、人员的要求进度表。
按照“浙江制造”标准工作组构成要求,组建标准工作组,明确标准研制重点和提纲,明确各参与单位或人员职责分工、研制计划、时间进度安排等情况。
具体如下:1)2019年4月到5月,资料收集和调研。
工作组收集、统计近年来全省各大企业不同品种锂离子动力电池用铝及铝合金箔产品质量数据和国内外有代表性客户供货合同中的技术要求,为制定标准打下基础,由主要起草单位永杰新材料股份有限公司起草标准工作组讨论稿。
2)2019年5月9日,标准起草工作组在永杰新材料股份有限公司召开标准研讨会,邀请标准化技术委员会、科研院校、同行、行业协会、客户代表等各方专家来参加标准的启动及研讨会,根据会议讨论对标准草稿进行讨论、修改,形成征求意见稿。
3.2.2 征求意见标准起草工作组待启动会讨论结束后,形成征求意见稿,发专家征求意见。
本次共征求***家单位,***条意见,其中采纳***条,经完善后形成送审稿。
3.2.3 专家评审该标准于2019年***月***日召开评审会,评审会上,专家对标准做出了评审,并提出修改意见,待标准起草工作组待完善送审稿后,组织专家评审。
专家评审专家修改意见如下:1.***;2.***;3.***;4.***。
3.2.4 标准报批标准起草工作组根据评审专家的意见,对标准的相关技术指标和文字表述进行了修改,并形成报批稿,具体内容详见标准文本。
4 标准编制原则、主要内容及确定依据4.1 编制原则标准研制工作组充分遵循标准“统一性、协调性、适用性、科学性、规范性”的编制原则,充分考虑到先进企业的技术水平,注重标准的可操作性、可认证性。
此外,本标准严格按照《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》(GB/T 1.1-2009)的规范和要求撰写。
另外,本标准也充分遵循了浙江制造团体标准作为包含产品全生命周期的综合性团体标准的理念进行编制。
4.2 主要内容标准主要内容包括:锂离子动力电池用铝及铝合金箔的规范性引用文件、术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及储存和质量承诺等几个方面对标准进行编制。
其中基本要求涵盖了设计、原材料、过程控制、检测能力四方面;技术要求包括外观质量、化学成分、尺寸偏差、接头、管芯、室温拉伸性能、针孔等。
标准内容还体现了以下几方面:◆按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的规范和要求撰写。
◆主要参考标准和技术规范:GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法GB/T 16865 变形铝、镁及其合金技工制品拉伸试验用试样及方法GB/T 17432 变形铝及铝合金化学成分分析取样方法GB/T 20975 铝及铝合金化学分析方法GB/T 22638.1 铝箔试验方法第1部分:厚度的测定GB/T 22638.2 铝箔试验方法第1部分:针孔的测定GB/T 22638.4 铝箔试验方法第1部分:表面润湿张力的测定GB/T 33143—2016 锂离子电池用铝及铝合金箔YS/Y 492 铝及铝合金成分添加剂根据以上国家标准、行业标准、企业标准和国际先进企业的技术要求指导标准研制,同时:考虑了:企业的检测能力和实验的可重复性。
结合了:浙江制造的定位理念以及研制要求。
4.3 主要内容确定依据4.3.1 基本要求主要以标准起草工作组对锂离子动力电池用铝及铝合金箔产品国内外生产企业调研结果为基础,按照“浙江制造”标准制订框架要求,增加了设计、原材料、过程控制、检测能力等内容。
4.3.2 技术要求主要以GB/T 33143—2016《锂离子电池用铝及铝合金箔》和国内外同行企业标准指标为基础,规定了产品核心技术指标的要求。
技术要求高于GB/T 33143—2016的要求,主要提升了厚度偏差、面密度、表面润湿张力、拉伸强度、延伸率、针孔和切边质量等指标。
4.3.3 试验方法相关检验项目均按照对应国家标准要求进行确定。
4.3.4 检验规则标准规定了检验分类、出厂检验和型式检验。
4.3.5 标志、包装、运输及贮存结合标准规定了标志、包装、运输、储存的要求。
4.3.6 质量承诺主要以企业实际及工作组调研情况为基础,按照“浙江制造”标准制订框架要求,增加了质量承诺的内容。
1)自产品销售之日起6个月内,若产品出现质量问题,制造商应无偿更换相应数量产品并赔偿相应损失;若因用户操作不当或其他非质量问题导致产品无法正常使用,制造商应协助解决。
2)若用户对产品质量提出异议,制造商应在24h内响应。
5 标准先进性体现5.1 型式试验内规定的所有指标对比分析情况。
(与同类国际、国家、行业标准、企业标准对比,国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况。
)以永杰新材料股份有限公司为主要起草单位研制的《锂离子动力电池用铝及铝合金箔》标准所有核心技术指标均达到了国家标准GB/T 33143—2016《锂离子电池用铝及铝合金箔》中规定的要求。
此外针对该产品的核心技术指标,在标准起草过程中参考比亚迪的企业要求,在此基础上进行提升,相比指标比对见下表。
“浙江制造”团体标准与国标先进技术指标对比表注:GB/T 33143—2016《锂离子电池用铝及铝合金箔》标准要求表面润湿张力为65dyne,此为退火后O态铝箔的润湿张力,实际电池铝箔行业普遍为30dyne。
➢主要标准提升理由如下:随着纯电动新能源汽车补贴政策的逐步退坡,以电池的生产成本和技术进步水平为核算依据,设定能耗水平、车辆续驶里程、电池/整车重量比重、电池性能水平等补贴准入门槛,并综合考虑电池容量大小、能量密度水平等因素确定车辆补贴标准。
因此国内动力电池厂商纷纷推出高能量密度动力电池,生产重心也逐渐向此方向转移。
提高能量密度的技术路线很多,如三元正极材料(NCA、NCM)、新型负极材料等,与电池铝箔紧密相关的技术路线是提高压实密度,这也是电池厂商广泛采用的技术路线。
但此技术路线同样带来了一些新的问题:1、压实之后面密度波动大,导致电池一致性差;2、碾压过程中容易断带,生产效率低下。
经大量数据论证,提高铝箔厚差、面密度指标可有效改善压实后面密度波动大问题,提高抗拉强度、延伸率以及改善切边质量可有效减少碾压过程断带次数。
5.2 基本要求(型式试验规定技术指标外的产品设计、原材料、关键技术、工艺、设备等方面)、质量承诺等体现“浙江制造”标准“四精”特征的相关先进性的对比情况。
◆设计➢应具备根据客户不同需求定制个性化产品的能力。
➢应具备根据产品性能指标要求设计和优化生产工艺的能力。
说明:通过满足大客户个性化需求,提高研发能力,进而提高产品的竞争力。
◆原材料➢铝锭的化学成分应符合GB/T 3190的规定。
➢生产中使用的添加剂应符合YS/T 492的规定。
➢生产中硅元素的添加应采用Al-Si中间合金。
说明:对于产品原材料的严格要求,有利于在生产过程中对产品质量进行把控,提高产品质量。
◆工艺设备➢应采用“熔炼-铸造-热连轧-冷轧-箔轧-分切”或“熔炼-铸轧-冷轧-箔轧-分切”的轧制生产工艺。
➢高速轧机均配备了厚差控制系统(AGC)与板型控制系统(AFC)。
➢应配备带有表面检测仪、针孔检测仪、自动宽度测量仪的分切设备。
说明:采用上述工艺可以提升生产效率,同时保证产品的质量。
◆检验能力➢应配备光谱仪、万能试验机、金相显微镜、运动粘度测定仪等原材料检测设备。
➢应具备本标准所有检测项目的检验测试能力。
说明:通过各种检测设备对原料至成品各过程关键技术指标进行控制,保证产品生产的稳定性和一致性。
◆质量承诺。
➢自产品销售之日起6个月内,若产品出现质量问题,制造商应无偿更换相应数量产品;若因用户操作不当或其他非质量问题导致产品无法正常使用,制造商应协助解决。