GB/T 45324-2025 锂离子电池正极材料粉末电阻率的测定

ICS77.160
CCS H 21
中华人民共和国国家标准
GB/T45324—2025
锂离子电池正极材料粉末电阻率的测定
Determinationofpowderresistivityforcathodematerialsoflithiumionbattery
2025-02-28发布2025-09-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会发布

前 言
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。
本文件由中国有色金属工业协会提出。
本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。
本文件起草单位:厦门厦钨新能源材料股份有限公司、元能科技(厦门)有限公司、深圳市德方纳米
科技股份有限公司、深圳市万润矿业有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、浙江巴莫科技有限
公司、巴斯夫杉杉电池材料有限公司、广东邦普循环科技有限公司、天津国安盟固利新能源有限公司、
福安青美能源材料有限公司、深圳澳睿新能源科技有限公司、四川赛科检测技术有限公司、宁德新能源
科技有限公司、格林美(无锡)能源材料有限公司、中伟新材料股份有限公司、紫金矿业集团股份有限公
司、河南科隆电源材料有限公司、青岛黑猫新材料研究院有限公司、广东金晟新能源股份有限公司、青岛
乾运高科新材料股份有限公司、深圳市三雅科技有限公司。
本文件主要起草人:曾雷英、魏国祯、魏丽英、杨凡、潘瑾、齐琼琼、杨晓璐、金青青、程小雪、罗东升、
卫建军、陈爽、余海军、李强、雷杰、葛乐、孙平、郑黄舜、陈玉君、谭仕荣、陈祝海、程迪、邵光谱、伍儒锋、
孙琦、梁新友。

1 范围
本文件描述了采用四探针法与两探针法测定锂离子电池正极材料粉末电阻率的方法。
本文件适用于锂离子电池正极材料粉末电阻率的测定。
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/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电阻率 resistivity
ρ
材料内部的电流电场强度和稳态电流密度之比,即单位体积内的体积电阻。
[来源:GB/T40007—2021,3.2]
3.2
四探针法 fourprobemethod
粉末材料预压成型,用四探针电阻率测量仪测量过程中,由于持续施压或保持压力恒定,待测样的
压实密度不断变化或保持静止不变,测量待测样在不同压实密度或同一压实密度下电阻率的方法。
[来源:GB/T40007—2021,3.3,有修改]
4 原理
4.1 四探针法测试原理
如图1所示将正极粉末材料填装至内衬绝缘试样模具中,模具试样上端面应与排列成直线的四探
针紧密接触,四探针应垂直压在试样上端面。外侧探针1与探针4之间通电流,内侧探针2与探针3之
间形成电压回路。当试样厚度h>4l 时,电阻率ρ 按照公式(1)计算;当试样厚度h≤4l 时,电阻率ρ 按
照公式(2)计算。
ρ=2πlU1
I1 …………………………(1)
ρ=2πlU1
I1 ·F …………………………(2)
1
GB/T45324—2025
式中:
ρ ———试样的电阻率,单位为欧姆厘米(Ω·cm);
π ———圆周率,3.14;
l ———探针系数,单位为厘米(cm);
U1———内侧两根探针(探针2与探针3)所测的电压值,单位为伏(V);
I1———外侧两根探针(探针1与探针4)所施加直流电流值,单位为安(A);
F ———修正系数,根据试样厚度h、模具内径D 和探针系数l,从仪器的修正系数表查询。
图1 四探针测量原理示意图
4.2 两探针法测试原理
如图2所示将正极粉末材料装入内衬绝缘试样模具中,上、下标准电极与待测样紧密接触,且上、下
标准电极连接加压装置,在一定的压力下,通过标准电极给试样两端通电流I,电压表测量上、下标准电
极之间的电压U ,根据欧姆定律,电阻率ρ 按照公式(3)计算。
ρ=
U2 ×S
10×I2 ×h …………………………(3)
式中:
ρ ———试样的电阻率,单位为欧姆厘米(Ω·cm);
U2———上、下标准电极间的电压值,单位为伏(V);
I2———上、下标准电极间的直流电流值,单位为安(A);
S ———材料横截面积,单位为平方毫米(mm2);
h ———材料厚度,单位为毫米(mm)。
2
GB/T45324—2025
图2 两探针测量原理示意图
5 试剂和材料
5.1 无水乙醇:分析纯。
5.2 无尘纸。
6 仪器设备
6.1 电子天平
分度值为0.0001g。
6.2 电阻率测量设备
6.2.1 四探针测量设备应由试料模具、加压系统、厚度测试系统、电阻测试系统等构成,设备示意图见
图3,其构成要求如下:
a) 试料模具:内衬应为绝缘材料的双开口圆筒,模具内径有11.28mm、13.00mm、15.00mm、
16.00mm、20.00mm 等多尺寸可选,模具内径应不小于十倍探针系数,可将试样粉体压制成
厚度不大于四倍探针系数的薄圆片。
b) 加压系统:加压系统应保证测试过程中压力/压强稳定,重复测试施压速率应稳定且一致。
c) 厚度测试系统:能够精确读取厚度信息,测量偏差为±0.001mm。
d) 电阻测试系统:四根探针预包埋在加压柱绝缘材料里,针尖与四探针电阻测试系统上加压
柱/盘处于同一平面,探针间的绝缘电阻(包括针与外壳)大于103MΩ。
3
GB/T45324—2025
标引序号说明:
1———加压系统;
2———厚度测试系统;
3———四探针电阻测试系统上加压柱/盘(内嵌四探针的绝缘材质);
4———试料模具;
5———绝缘垫片;
6———下加压柱/盘。
图3 四探针测量设备示意图
6.2.2 两探针测量设备应由试料模具、加压系统、厚度测试系统、电阻测试系统等构成,示意图见图
4,其构成要求如下:
a) 试料模具:内衬为绝缘材料的双开口圆筒,内含导电性良好的高硬度材质金属垫片,其中模具
内径有11.28mm、13mm、15mm、16mm、20mm 等多尺寸可选。
b) 加压系统:加压系统应保证测试过程中压力/压强稳定,重复测试施压速率应稳定且一致。
c) 厚度测试系统:能够精确读取厚度信息,测量偏差为±0.001mm。
d) 电阻测试系统:测试系统应包含圆形柱/盘状上、下电极(上、下电极兼具加压柱/盘的功能),电
极与金属垫片具有较好配合度,电极表面平整。
4
GB/T45324—2025
标引序号说明:
1———加压系统;
2———厚度测试系统;
3———两探针电阻测试系统柱/盘状上电极;
4———试料模具;
5———金属垫片;
6———柱/盘下电极。
图4 两探针测量设备示意图
6.2.3 选用一体化自动测试数据采集系统,系统包含自动加压、测试、数据采集及计算等模块,可实现
数据自动输出。
7 试料
试料应进行真空包装,无明显结块、团聚及吸潮现象,开袋后应保证2h之内完成测试。
8 试验条件
测试过程保持环境条件的温、湿度稳定,其中温度宜为25 ℃±5 ℃,湿度波动应不超过±5%。若
试料对湿度敏感可在湿度不大于10%的环境下进行测试。
9 试验步骤
9.1 仪器准备
9.1.1 用无水乙醇(5.1)润湿的无尘纸清洁模具内腔及测试系统配件,应清洁完全,擦拭后的无尘纸上
应无肉眼可见的污渍。
9.1.2 测试前应目视检查模具内腔及测试系统配件,无肉眼可见的划痕、凹坑,确保垫片可流畅地进入
内腔且测试过程中无明显溢料。
9.2 参数设定
单点或多点测试见表1进行参数设置,并保存测试参数。
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GB/T45324—2025
表1 推荐的设置参数
试料类别试料量
测试压强
MPa
保压时间
s
磷酸铁锂
钴酸锂
镍钴锰酸锂
加料量宜能填充模具内腔容积
的1/3至2/3
≥8
≥80
≥16
≥10
注1:测试压强P =F/S,式中,F 为测试时施加在试样上的测试压力,S 为测试时试样的受力面积。
注2:其他试料类别参考以上参数,为规避误差引入,提升稳定性,采用大压强进行测试。
9.3 平行试验
平行做3次试验,取其平均值。
9.4 测定
9.4.1 测试前开启设备,应进行厚度归零或基线验证,或按照推荐方式进行。
9.4.2 见表1,用电子天平(6.1)称取一定质量的试料,依次将垫片、试料、上加压柱/盘装入试料模具内
腔中,试料应均匀分布于模具内,将模具连同下加压柱/盘放入加压系统中;或按仪器推荐的方式进行。
9.4.3 加压至待测压强并见表1保持一定时间。
9.4.4 给材料施加电流,读取两端子(两探针法)或两探针(四探针法)间的电压,或按照操作说明进行
测试。
10 试验数据处理
10.1 若采用一体化自动测试数据采集系统,可直接读取粉末电阻率数据。
10.2 若采用非一体化测试系统,则根据测试方法的不同,根据公式(1)、公式(2)或公式(3)计算粉末电
阻率。
10.3 计算结果表示到小数点后两位,数值修约按GB/T8170的规定进行。
11 精密度
在重复性条件下获得3次独立测试结果的测定值,3次测定结果的相对标准偏差应不大于表2的
规定。
表2 相对标准偏差
材料类型
粉末内阻阻值范围
Ω·cm 相对标准偏差,不大于
磷酸铁锂0~100 3%
>100 5%
镍钴锰酸锂0~500 5%
>500 8%
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GB/T45324—2025
表2 相对标准偏差(续)
材料类型
粉末内阻阻值范围
Ω·cm 相对标准偏差,不大于
钴酸锂0~5000 8%
>5000 10%
注:其他类型的材料参考上述相对标准偏差。
12 试验报告
试验报告应包括以下内容:
a) 样品名称及编号;
b) 本文件编号;
c) 测试条件(测试环境、试料量、测试模式、加压压强、加压保压时间);
d) 测试结果;
e) 测试日期和测试人员;
f) 本文件没有规定的各种操作;
g) 可能影响测试结果的情况;
h) 测试仪器类型和型号;
i) 试验数据。
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参 考 文 献
[1] GB/T40007—2021 纳米技术 纳米材料电阻率的接触式测量方法 通则
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