1《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》編制說(shuō)明一、任務(wù)來(lái)源硅基負(fù)極材料作為新一代鋰離子電池關(guān)鍵組分，其研發(fā)進(jìn)程反映了新能源領(lǐng)域?qū)Ω吣芰棵芏葍?chǔ)能體系的迫切需求。化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)以其獨(dú)特的工藝優(yōu)勢(shì)，在構(gòu)筑高性能硅基負(fù)極微納結(jié)構(gòu)中展現(xiàn)出重要價(jià)值。近年來(lái)，該領(lǐng)域研究聚焦于破解硅材料本征缺陷與電化學(xué)性能之間的矛盾，通過(guò)材料設(shè)計(jì)創(chuàng)新與界面調(diào)控實(shí)現(xiàn)性能突破。傳統(tǒng)石墨負(fù)極已漸趨理論容量極限，而硅材料憑借超過(guò)十倍的理論比容量?jī)?yōu)勢(shì)成為研究焦點(diǎn)。然而其脫嵌鋰過(guò)程中劇烈的體積效應(yīng)導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)崩塌，循環(huán)穩(wěn)定性成為核心瓶頸。研究者通過(guò)多維度結(jié)構(gòu)調(diào)控構(gòu)建具有彈性緩沖空間的納米化框架，利用CVD工藝實(shí)現(xiàn)硅顆粒的均勻形核與可控生長(zhǎng)。該過(guò)程通過(guò)調(diào)節(jié)沉積參數(shù)精確控制晶體尺寸與形貌，形成三維多孔網(wǎng)絡(luò)或中空納米球結(jié)構(gòu)，在提供鋰離子快速傳輸通道的同時(shí)，有效緩解機(jī)械應(yīng)力。CVD技術(shù)可實(shí)現(xiàn)硅納米顆粒在碳骨架中的原位生長(zhǎng)，形成核殼結(jié)構(gòu)或均勻分散的雜化體系。碳層不僅作為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提升電子傳輸效率，還能形成物理屏障抑制硅顆粒團(tuán)聚。部分研究引入異質(zhì)原子摻雜，進(jìn)一步改善界面相容性與化學(xué)穩(wěn)定性，這種多組分協(xié)同效應(yīng)顯著增強(qiáng)了循環(huán)壽命。當(dāng)前研究正逐步從單一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向多尺度協(xié)同優(yōu)化，結(jié)合理論模擬與原位表征技術(shù)揭示失效機(jī)制。通過(guò)調(diào)控孔隙率、比表面積等參數(shù)建立構(gòu)效關(guān)系，部分研究成果已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的長(zhǎng)周期穩(wěn)定循環(huán)。隨著制備技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與界面科學(xué)的深化，硅基負(fù)極有望推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)向更高能量密度和更快充放電性能邁進(jìn)。目前，CVD硅基負(fù)極材料相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T24533-2019鋰離子電池石墨類(lèi)負(fù)極材料、YS/T1509.1-2021硅碳復(fù)合負(fù)極材料化學(xué)分析方法第1部分：硅含量的測(cè)定重量法和分光光度法。GB/T24533-2019主要針對(duì)傳統(tǒng)石墨類(lèi)負(fù)極材料，適用于以石墨為主導(dǎo)的鋰離子電池體系，但對(duì)硅基材料的特殊性能（如高膨脹率、低導(dǎo)電性）缺乏針對(duì)性規(guī)范。其次，YS/T1509.1-2021作為分析方法標(biāo)準(zhǔn)，僅規(guī)定了硅碳復(fù)合負(fù)極中硅含量的化學(xué)檢測(cè)方法，未涉及材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電化學(xué)性能或工藝適配性等核心參數(shù)，難以滿足硅基材料全流程質(zhì)量控制需求。本項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝制備的硅基負(fù)極材料，將提出比表面積、振實(shí)密度、首次庫(kù)倫效率等關(guān)鍵指標(biāo)，填補(bǔ)高容量硅基材料在消費(fèi)電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)空白。相較于傳統(tǒng)石墨標(biāo)準(zhǔn)和單一分析方法，該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)更貼合硅基材料的技術(shù)特性，能夠推動(dòng)CVD工藝優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為消費(fèi)電子領(lǐng)域2提供更高比容量、更長(zhǎng)循環(huán)壽命的負(fù)極解決方案。針對(duì)消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料的化學(xué)成分、物理性能、電化學(xué)性能等，急需立項(xiàng)《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》該標(biāo)準(zhǔn)，為消費(fèi)電池行業(yè)提供明確的技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量要求，確保硅基負(fù)極材料的性能和安全性，從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量提升。《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定，具有以下幾方面的意義：1、構(gòu)建技術(shù)基準(zhǔn)，統(tǒng)一質(zhì)量評(píng)價(jià)體系通過(guò)明確材料比表面積、振實(shí)密度等核心參數(shù)指標(biāo)，建立可量化的技術(shù)基準(zhǔn)。本項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了產(chǎn)品性能檢測(cè)方法與評(píng)價(jià)體系，消除不同企業(yè)間的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)差異，使研發(fā)成果具備橫向可比性，為產(chǎn)業(yè)鏈上下游提供明確的技術(shù)對(duì)話框架。2、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展本項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程需整合行業(yè)前沿研究成果，將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、界面調(diào)控技術(shù)等創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為規(guī)范性條款。這種技術(shù)收斂促使研發(fā)方向聚焦共性關(guān)鍵問(wèn)題，避免低水平重復(fù)投入，形成"基礎(chǔ)研究-標(biāo)準(zhǔn)制定-產(chǎn)業(yè)升級(jí)"的創(chuàng)新閉環(huán)。3、建立供應(yīng)鏈質(zhì)量協(xié)同機(jī)制本項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的原材料雜質(zhì)控制、沉積工藝穩(wěn)定性等要求，推動(dòng)上游材料供應(yīng)商與電池制造商形成技術(shù)聯(lián)動(dòng)。通過(guò)規(guī)范CVD沉積設(shè)備的關(guān)鍵工藝參數(shù)，確保不同批次材料性能的一致性，降低終端產(chǎn)品的質(zhì)量控制成本。4、強(qiáng)化安全性能保障底線針對(duì)硅基材料體積膨脹特性，本項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)可強(qiáng)制要求循環(huán)膨脹率、高溫存儲(chǔ)性能等安全相關(guān)指標(biāo)。通過(guò)建立失效模式分析模型，明確材料在過(guò)充、短路等極端工況下的性能閾值，為消費(fèi)電池安全認(rèn)證提供技術(shù)依據(jù)。5、促進(jìn)市場(chǎng)透明化與公平競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)指標(biāo)體系降低了信息不對(duì)稱(chēng)，使采購(gòu)方能夠基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估供應(yīng)商能力。遏制通過(guò)指標(biāo)模糊進(jìn)行的不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)行為，推動(dòng)形成“技術(shù)驅(qū)動(dòng)而非營(yíng)銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)”的市場(chǎng)環(huán)境，保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。二、起草單位所作工作1、起草單位本標(biāo)準(zhǔn)由貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司提出，由中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司、博賽利斯(合肥)有限公司、浙江格源新材料科技有限公司、盛禾(平潭)能源科技有限公司共同起草。2、主要起草單位及其所作工作本文件主要起草單位及工作職責(zé)見(jiàn)表1。3表1主要起草單位及工作職責(zé)起草單位工作職責(zé)貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司、博賽利斯(合肥)有限公司項(xiàng)目主編單位主編人員，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制定的統(tǒng)籌規(guī)劃與安排，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和試驗(yàn)方案編制與確定，標(biāo)準(zhǔn)水平的把握及標(biāo)準(zhǔn)編制運(yùn)行的組織協(xié)調(diào)。人員中包括了行業(yè)資深專(zhuān)業(yè)人員，行業(yè)管理人員浙江格源新材料科技有限公司、盛禾(平潭)能源科技有限公司實(shí)際生產(chǎn)單位、負(fù)責(zé)匯報(bào)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)方法，參與標(biāo)準(zhǔn)編制。三、標(biāo)準(zhǔn)的編制原則標(biāo)準(zhǔn)起草小組在編制標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，以國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)為制訂基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)目前的行業(yè)現(xiàn)狀，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)定及相關(guān)要求編制。四、標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程4.1立項(xiàng)階段2025年4月23日，中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)正式批準(zhǔn)《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》立項(xiàng)。4.2起草階段4.2.1成立標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，根據(jù)《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》編制需要，貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司、博賽利斯(合肥)有限公司、浙江格源新材料科技有限公司、盛禾(平潭)能源科技有限公司等機(jī)構(gòu)相關(guān)專(zhuān)家成立標(biāo)準(zhǔn)制定工作組。4.2.2形成標(biāo)準(zhǔn)草案：根據(jù)工作計(jì)劃及分工安排，在系統(tǒng)參考、學(xué)習(xí)已有標(biāo)準(zhǔn)及研究的基礎(chǔ)上，標(biāo)準(zhǔn)制定工作組完成《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》各部分內(nèi)容，并于2025年4月28日匯總形成標(biāo)準(zhǔn)草案。4.2.32025年5月7日，通過(guò)騰訊會(huì)議線上召開(kāi)了《消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)，與會(huì)代表30余人參加會(huì)議。會(huì)上，標(biāo)準(zhǔn)編制組就該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)背景和標(biāo)準(zhǔn)框架分別進(jìn)行了介紹。與會(huì)專(zhuān)家和代表就標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)、框架結(jié)構(gòu)、定義、范圍、技術(shù)指標(biāo)、試驗(yàn)方法等內(nèi)容進(jìn)行了深入討論。明確了該標(biāo)準(zhǔn)編制工作方向，并提出了一系列標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的完善措施和修改意見(jiàn)、建議。在討論會(huì)結(jié)束后標(biāo)準(zhǔn)編制工作組根據(jù)與會(huì)專(zhuān)家及參會(huì)代表的意見(jiàn)和建議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稿進(jìn)行了修改完善，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明。4.3征求意見(jiàn)階段2025年5月15日，本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)在全國(guó)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)面向社會(huì)進(jìn)行公開(kāi)征求意見(jiàn)，同時(shí)由編制工作組向相關(guān)單位進(jìn)行定向征求意見(jiàn)，具體見(jiàn)《征求意見(jiàn)匯總表》。五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司、博賽利斯(合肥)有限公司、浙江格源新材料科技有限公司、盛禾(平潭)能源科技有限公司等單位的產(chǎn)品數(shù)據(jù)得到以下主要技術(shù)內(nèi)容：41、首次放電比容量：電池在首次放電過(guò)程中，單位質(zhì)量的電極材料所能釋放的電量。該指標(biāo)反映材料在初次使用時(shí)的電能輸出能力，是評(píng)價(jià)負(fù)極材料能量密度的重要參數(shù)。2、1C倍率放電容量：電池以1C倍率（即充放電電流為電池額定容量的1倍）進(jìn)行放電時(shí)釋放的電量。該指標(biāo)衡量材料在高電流條件下的實(shí)際應(yīng)用性能，體現(xiàn)其快速充放電的能力。3、體積膨脹率：電池材料在充放電過(guò)程中因鋰離子嵌入或脫出導(dǎo)致的體積變化百分比。該參數(shù)反映材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，過(guò)高的膨脹可能導(dǎo)致電極破裂或電池壽命下降。4、循環(huán)100次后容量保持率：電池經(jīng)歷100次充放電循環(huán)后，剩余容量占初始容量的百分比。該指標(biāo)用于評(píng)估材料的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性，高保持率表明材料具有較好的耐久性。5、首次充放電效率：電池首次充電時(shí)儲(chǔ)存的電量與首次放電時(shí)釋放的電量之比。該參數(shù)反映材料在首次循環(huán)中的能量損耗程度，效率越高說(shuō)明材料的不可逆反應(yīng)越少，能量利用率更優(yōu)。六、主要試驗(yàn)（驗(yàn)證）的分析，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果6.1主要實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證）的分析（1）物理化學(xué)性能驗(yàn)證通過(guò)系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證材料的核心物化特性，確保其符合消費(fèi)電池應(yīng)用要求。具體驗(yàn)證內(nèi)容如下：1）材料均質(zhì)性驗(yàn)證：通過(guò)真密度、比表面積及粒度分布的測(cè)定，評(píng)估材料批次一致性，避免因顆粒團(tuán)聚或分散不均導(dǎo)致的電極涂布缺陷。2）成分穩(wěn)定性驗(yàn)證：基于硅含量、氧含量及雜質(zhì)元素測(cè)定，確認(rèn)材料化學(xué)純度及氧化程度，保障活性物質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)效率。（2）電化學(xué)性能驗(yàn)證通過(guò)模擬電池實(shí)際工況，驗(yàn)證材料在充放電過(guò)程中的性能表現(xiàn)。具體功能如下：1）能量輸出能力驗(yàn)證：通過(guò)首次放電比容量測(cè)試，評(píng)估材料在初次循環(huán)中的能量釋放水平，確保滿足高能量密度電池需求。2）循環(huán)穩(wěn)定性驗(yàn)證：結(jié)合充放電效率測(cè)試，分析材料在鋰離子嵌入/脫出過(guò)程中的不可逆反應(yīng)程度，優(yōu)化電極界面設(shè)計(jì)以減少容量衰減。（3）環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證通過(guò)模擬極端存儲(chǔ)及使用條件，驗(yàn)證材料在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。具體功能如下：1）溫濕度耐受性驗(yàn)證：在高溫高濕及低溫干燥環(huán)境中測(cè)試材料水分吸附與氧化傾向，確保貯存穩(wěn)定2）長(zhǎng)期貯存性能驗(yàn)證：通過(guò)加速老化試驗(yàn)，評(píng)估材料在長(zhǎng)期存放后的物化特性變化，為保質(zhì)期設(shè)定提供依據(jù)。56.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施通過(guò)多維度驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性協(xié)同優(yōu)化。（1）初期技術(shù)驗(yàn)證（2025年3月-2025年4月）在實(shí)驗(yàn)室階段完成CVD硅基負(fù)極材料的小規(guī)模合成與性能測(cè)試，驗(yàn)證其相較于傳統(tǒng)石墨材料的容量?jī)?yōu)勢(shì)及工藝兼容性。通過(guò)優(yōu)化沉積參數(shù)，提升硅基材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為量產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。（2）中期產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證（2025年5月-2025年8月）聯(lián)合電池制造商完成材料在消費(fèi)鋰電池中的適配測(cè)試，覆蓋手機(jī)、筆記本電腦等終端產(chǎn)品。結(jié)果表明：材料與現(xiàn)有電極漿料配方兼容性良好，涂布良品率顯著提升；電池能量密度提高，充放電效率滿足設(shè)計(jì)要求，且循環(huán)壽命達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。（3）規(guī)?；a(chǎn)驗(yàn)證（2025年9月-2025年12月）在量產(chǎn)階段優(yōu)化CVD設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與原料利用率，實(shí)現(xiàn)單位能耗降低與生產(chǎn)效率提升。通過(guò)全流程質(zhì)量管控，材料批次穩(wěn)定性增強(qiáng)，生產(chǎn)成本較初期下降，初步具備替代進(jìn)口材料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。6.3預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果消費(fèi)電池用CVD硅基負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將推動(dòng)行業(yè)技術(shù)升級(jí)與市場(chǎng)規(guī)范化發(fā)展，通過(guò)統(tǒng)一技術(shù)指標(biāo)淘汰低效產(chǎn)能，引導(dǎo)資源向高附加值產(chǎn)品集中，加速中高端電池市場(chǎng)滲透。標(biāo)準(zhǔn)化可降低上下游企業(yè)研發(fā)與適配成本，縮短材料認(rèn)證周期，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新；規(guī)?；a(chǎn)將提升原材料利用率、減少工藝損耗，同時(shí)材料的高能量密度特性助力終端產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)，間接降低資源消耗與碳排放。此外，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際主流接軌將提升國(guó)產(chǎn)材料出口份額，突破海外技術(shù)壁壘，增強(qiáng)全球高端消費(fèi)電池市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)行業(yè)提質(zhì)增效與可持續(xù)發(fā)展的雙重目標(biāo)。七、標(biāo)準(zhǔn)水平分析7.1采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度經(jīng)查，暫無(wú)相同類(lèi)型的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，故沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)可采用。7.2與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)水平對(duì)比本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。7.3與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及制定中的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套情況本標(biāo)準(zhǔn)的制定與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)及制定中的