ICCS77.160

CCCSSH16

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXX—20XX

鋰離子電池正極材料粉末電阻率測(cè)定

Powderresistivitytestmethodforcathodematerialsoflithiumionbattery

materials

（草案）

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局

發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/TXXXX-20XX

鋰離子電池正極材料粉末電阻率測(cè)定

1范圍

本文件規(guī)定了鋰離子電池正極材料粉末電阻率測(cè)定方法。

本文件適用于鎳鈷錳酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等鋰離子電池正極

材料粉末電阻率的測(cè)定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T30835《鋰離子電池用炭復(fù)合磷酸鐵鋰正極材料》

GB/T40007《納米技術(shù)納米材料電阻率的接觸式測(cè)量方法通則》

GB/T8170《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和符號(hào)適用于本文件。

3.1

電阻率resistivity

ρ

材料內(nèi)部的電流電場(chǎng)強(qiáng)度和穩(wěn)態(tài)電流密度之比，即單位體積內(nèi)的體積電阻。

[GB/T40007—2021，定義3.2]

3.2

四探針?lè)╢ourprobemethod

粉末材料預(yù)壓成型，用四探針電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)量過(guò)程中，由于持續(xù)施壓或保持壓力恒定，待測(cè)

樣品壓實(shí)密度不斷變化或保持靜止不變，測(cè)量待測(cè)樣在不同壓實(shí)密度或同一壓實(shí)密度下電阻率的方

法。

[改GB/T40007—2021，定義3.3，3.4]

4原理

4.1四探針測(cè)量原理

測(cè)量原理圖1。將正極粉末材料填裝內(nèi)襯絕緣模具中，試樣一端面與排列成一直線的四探針緊密接

觸，排列成一直線的四探針垂直壓在半無(wú)窮大的試樣平坦表面上。外側(cè)探針1、探針4間通電流I，內(nèi)側(cè)

探針2、探針3間形成電壓U回路。當(dāng)試樣厚度h>4l時(shí)，四探針附近試樣的電阻率ρ按照公式(1)計(jì)算，

2

GB/TXXXX-20XX

試樣厚度h≤4l時(shí)，四探針附近試樣的電阻率ρ按照公式(2)計(jì)算。對(duì)試樣筒內(nèi)的試樣逐步施力，使正

極粉末材料逐漸被壓緊，測(cè)量不同壓實(shí)密度d下電阻率ρ，得到d-ρ關(guān)系曲線圖，見(jiàn)圖2。

下列符號(hào)適用于本文件。

…………………(1)

?

?=2???

…………………（2）

?

?=2?????

式中:

ρ———四探針附近試樣的電阻率,單位為歐姆厘米（Ω·cm）；

l———探針系數(shù)，單位為厘米（cm）；

U———內(nèi)側(cè)兩根電極所測(cè)的直流電壓值，單位為伏特（V）；

I———外側(cè)兩根電極所施加直流電流值，單位為安培（A）；

F———修正系數(shù)，根據(jù)試樣厚度h、直徑D和探針系數(shù)l，從儀器的修正系數(shù)表查詢(xún)。

圖1四探針測(cè)量原理示意圖

3

GB/TXXXX-20XX

圖2d-ρ關(guān)系曲線

[GB/T40007—2021，原理4.1，4.2]

4.2兩針測(cè)量原理

測(cè)量原理見(jiàn)圖3。將正極粉末材料裝入內(nèi)襯絕緣模具中，上、下標(biāo)準(zhǔn)電極與待測(cè)樣緊密接觸，且上、

下標(biāo)準(zhǔn)電極連接加壓裝置，在一定的壓力下，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電極給試樣兩端通電流I，電壓表測(cè)量上、下標(biāo)

準(zhǔn)電極之間的電壓U，根據(jù)歐姆定律，試樣的電阻率按公式(3)計(jì)算。逐漸增加施壓壓力，測(cè)量不同壓實(shí)

密度下的電阻率ρ，得到d-ρ關(guān)系曲線圖,同圖2。

…………………(3)

???1

式中:?=?×?×10

ρ———試樣的電阻率，單位為歐姆厘米（Ω·cm）；

U———上、下標(biāo)準(zhǔn)電極間的電壓，單位為伏特（V）；

I———上、下標(biāo)準(zhǔn)電極間的直流電流值，單位為安培（A）；

S———材料橫截面積，單位為平方毫米（mm2）；

h———試樣筒中試樣的厚度，單位為毫米（mm）。

圖3兩探針測(cè)量原理圖

4

GB/TXXXX-20XX

[GB/T40007—2021，原理4.3]

5試劑或材料

5.1無(wú)水乙醇：分析純。

5.2無(wú)塵紙。

5.3稱(chēng)量紙。

6儀器與設(shè)備

6.1通用設(shè)備

通用設(shè)備主要包括恒流電源、數(shù)字電壓表、干燥箱、電子天平、厚度計(jì)或千分表。

6.2專(zhuān)用設(shè)備

6.2.1四探針測(cè)量設(shè)備

6.2.1.1加壓裝置：加壓柱接觸試樣端為絕緣材料。

6.2.1.2模具：內(nèi)襯為絕緣材料，容腔直徑D≥10l(該模具可將粉體試樣于壓制成厚度h≤4l的薄圓片)

或D≥11l(該模具可將粉體試樣壓成厚度h>4l的棒材或厚度h≤4l的薄圓片)。

6.2.1.3四探針裝置：四探針除針尖外，其余部分預(yù)包埋在下(或上)加壓柱絕緣材料里，針尖與加壓柱

處于同一平面，探針間的絕緣電阻(包括針與外殼)大于103MΩ。

6.2.2兩探針測(cè)量設(shè)備

6.2.2.1可變壓力加載裝置，加壓柱接觸試樣端為圓形平板裝的標(biāo)準(zhǔn)電極，上、下標(biāo)準(zhǔn)電極與試樣筒具

有較好配合度，電極表面平整，可緊密接觸試樣表面；內(nèi)襯為絕緣材料的模具。如圖6所示。

7測(cè)試條件

7.1測(cè)試環(huán)境條件：溫度為20℃~30℃，測(cè)試時(shí)溫度波動(dòng)±1℃，對(duì)于小阻值樣品相對(duì)濕度小于或等于

65%；對(duì)于大阻值或環(huán)境濕度敏感樣品相對(duì)濕度小于或等于6%。

7.2為消除鄰近高頻發(fā)生器在測(cè)量電路中可能引入寄生電流，建議電阻率測(cè)試在電磁屏蔽條件下進(jìn)行。

7.3在其他環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，應(yīng)在測(cè)試報(bào)告中注明。

8試樣的制備

對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行干燥備用；

9測(cè)試步驟

9.1樣品稱(chēng)量

采用天平稱(chēng)取一定1-2g待測(cè)粉末。

5

GB/TXXXX-20XX

9.2模具清潔

采用蘸有無(wú)水乙醇的無(wú)塵紙清潔模具的內(nèi)腔以及上下墊片，以無(wú)塵紙無(wú)任何肉眼可見(jiàn)污漬為準(zhǔn)，將

清潔后的模具放入儀器內(nèi)的限位槽內(nèi)。

9.3儀器參數(shù)設(shè)定

打開(kāi)軟件，根據(jù)樣品類(lèi)型選擇合適的測(cè)試原理模式，輸入測(cè)試參數(shù)，進(jìn)行空壓測(cè)試，將厚度復(fù)位。

9.4加料測(cè)試

待厚度復(fù)位完成，將稱(chēng)量好的試樣小心倒入模具腔中，注意不要粘壁或逸出，使其粉末表面堆積狀

態(tài)盡量平整，放入上端子，輕輕壓平，將加入試樣的模具放入粉末壓實(shí)密度測(cè)試儀測(cè)試臺(tái)的限位槽中，

開(kāi)始測(cè)試。

9.5數(shù)據(jù)保存

測(cè)試完成后，數(shù)據(jù)自動(dòng)以EXCEL或TXT格式保存至指定路徑。

9.6數(shù)據(jù)分析

比較相同壓強(qiáng)下不同樣品的電阻、電阻率、電導(dǎo)率等。

10測(cè)試步驟

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a）樣品名稱(chēng)及編號(hào)；

b）測(cè)試模具的尺寸、材質(zhì)及厚度補(bǔ)償方式；

c）試驗(yàn)條件（試料量測(cè)試模式/加壓壓強(qiáng)/加壓保壓時(shí)間）；

d）試驗(yàn)結(jié)果；

e）試驗(yàn)日期和測(cè)試人員；

f）本文件沒(méi)有規(guī)定的各種操作；

g）可能影響試驗(yàn)結(jié)果的情況；

h）本文件編號(hào)。

_________________________________

6

GB/TXXXX-20XX

前??言

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。

本文件由中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)提出。

本文件由全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC243）歸口。

本文件起草單位：廈門(mén)廈鎢新能源材料股份有限公司、元能科技（廈門(mén)）有限公司、寧德時(shí)代新

能源科技股份有限公司

本文件主要起草人：魏麗英、楊凡、潘瑾/齊瓊瓊、楊曉璐、王益、羅東升、劉振武

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鋰離子電池正極材料粉末電阻率測(cè)定

1范圍

本文件規(guī)定了鋰離子電池正極材料粉末電阻率測(cè)定方法。

本文件適用于鎳鈷錳酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等鋰離子電池正極

材料粉末電阻率的測(cè)定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T30835《鋰離子電池用炭復(fù)合磷酸鐵鋰正極材料》

GB/T40007《納米技術(shù)納米材料電阻率的接觸式測(cè)量方法通則》

GB/T8170《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和符號(hào)適用于本文件。

3.1

電阻率resistivity

ρ

材料內(nèi)部的電流電場(chǎng)強(qiáng)度和穩(wěn)態(tài)電流密度之比，即單位體積內(nèi)的體積電阻。

[GB/T40007—2021，定義3.2]

3.2

四探針?lè)╢ourprobemethod

粉末材料預(yù)壓成型，用四探針電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)量過(guò)程中，由于持續(xù)施壓或保持壓力恒定，待測(cè)

樣品壓實(shí)密度不斷變化或保持靜止不變，測(cè)量待測(cè)樣在不同壓實(shí)密度或同一壓實(shí)密度下電阻率的方

法。

[改GB/T40007—2021，定義3.3，3.4]

4原理

4.1四探針測(cè)量原理

測(cè)量原理圖1。將正極粉末材料填裝內(nèi)襯絕緣模具中，試樣一端面與排列成一直線的四探針緊密接

觸，排列成一直線的四探針垂直壓在半無(wú)窮大的試樣平坦表面上。外側(cè)探針1、探針4間通電流I，內(nèi)側(cè)

探針2、探針3間形成電壓U回路。當(dāng)試樣厚度h>4l時(shí)，四探針附近試樣的電阻率ρ按照公式(1)計(jì)算，

2

GB/TXXXX-20XX

試樣厚度h≤4l時(shí)，四探針附近試樣的電阻率ρ按照公式(2)計(jì)算。對(duì)試樣筒內(nèi)的試樣逐步施力，使正

極粉末材料逐漸被壓緊，測(cè)量不同壓實(shí)密度d下電阻率ρ，得到d-ρ關(guān)系曲線圖，見(jiàn)圖2。

下列符號(hào)適用于本文件。

…………………(1)

?

?=2???

…………………（2）

?

?=2?????

式中:

ρ———四探針附近試樣的電阻率,單位為歐姆厘米（Ω·cm）；

l———探針系數(shù)，單位為厘米（cm）；

U———內(nèi)側(cè)兩根電極所測(cè)的直流電壓值，單位為伏特（V）；

I———外側(cè)兩根電極所施加直流電流值，單位為安培（A）；

F———修正系數(shù)，根據(jù)試樣厚度h、直徑D和探針系數(shù)l，從儀器的修正系數(shù)表查詢(xún)。

圖1四探針測(cè)量原理示意圖