ICS 71.060.50 CCS G 12
HG
中华人民共和国化工行业标准
HG/T47012021 代替HG/T4701—2014
电池用磷酸铁
Iron phosphate for battery materials
2021-12-02发布
2022-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 HG/T 4701—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件代替HG/T4701一2014《电池用磷酸铁》，与HG/T4701一2014相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a）增加了“分类”一章（见第5章）； b）增加了I型（无水磷酸铁）指标；Ⅱ型（二水磷酸铁）增加了锰、铝、钛、钻、铅、铬指
标，删除了镍、硫酸盐、氯化物指标，调整了铁和铁磷比指标（见6.2，2014年版的4.2)； c) 增加了锰含量、铝含量、钛含量、钻含量、铅含量、铬含量的测定方法（见7.6，2014年版
的 5. 6); d) 更改硫酸盐含量的测定为硫含量的测定（见7.7，2014年版的5.7）； e） 删除了氯化物含量的测定方法（见2014年版的5.8）； f) 增加了磁性物质含量的测定方法（见7.8)； g）增加了比表面积的测定方法（见7.12）。 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。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国化学标准化技术委员会无机化工分技术委员会（SAC/TC63/SC1）归口。 本文件起草单位：广东邦普循环科技有限公司、九江天赐高新材料有限公司、广东光华科技股份
有限公司、深圳市长隆科技有限公司、格林美股份有限公司、衢州华友钻新材料有限公司、湖南邦普循环科技有限公司、瓮福（集团）有限责任公司、山东鑫动能锂电科技有限公司、嘉兴市净源循环环保科技有限公司、嘉善绿野环保材料厂、中国科学院过程工程研究所、中海油天津化工研究设计院有限公司。
本文件主要起草人：余海军、史利涛、李利飞、张伟、许开华、徐胜、李长东、尹健、张占儒、 刘百山、俞明华、孙峙、郭永欣、谢英豪、徐越峰、周一朗、张坤、乔延超、杜建豹、郑诗礼、明帮来、陈干、张建锋、徐岩岭、吴奔奔、杨裴、范国强。
本文件于2014年首次发布，本次为第一次修订。
I HG/T4701—2021
电池用磷酸铁
1范围-
本文件规定了电池用磷酸铁的要求、试验方法、检验规则以及标志、标签、包装、运输、贮存。 本文件适用于电池用磷酸铁，注：本产品主要用于制造磷酸铁锂（LiFePO4）锂离子电池正极材料。
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/T191—2008 包装储运图示标志 GB/T5162金属粉末振实密度的测定 GB/T6003.1一2012试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛 GB/T6678化工产品采样总则 GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T6730.61一2005铁矿石碳和硫含量的测定高频燃烧红外吸收法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 19587 气体吸附BET法测定固态物质比表面积 HG/T3696.3无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备 第3部分：制剂及
制品的制备
3术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4分子式和相对分子质量
分子式
相对分子质量
（按2018年国际相对原子质量）
FePO4 FePO4·2H20
150.82 186.84
无水磷酸铁二水磷酸铁
5分类
电池用磷酸铁分为两种型号：
-I型为无水磷酸铁；
1 HG/T4701—2021
7.1一般规定
本文件所用的试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682一2008表1中规定的三级水。试验中所用的制剂及制品，在没有注明其他规定时，均按HG/T3696.3的规定制备。 7.2外观检验
在自然光下，于白色衬底的表面皿或白瓷板上用目视法判定外观。 7.3铁含量的测定
7.3.1原理
在强酸性条件下，用氯化亚锡将试验溶液中的大部分Fe3+还原成Fe2+，必要时滴加过氧化氢消去过量的Sn2+。以钨酸钠溶液为指示剂，以三氯化钛进一步将Fe3+还原成Fe2+。然后以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至溶液呈稳定的紫红色即为终点，根据重铬酸钾标准滴定溶液的消耗量计算得铁含量。 7.3.2试剂或材料 7.3.2.1过氧化氢。 7.3.2.2盐酸。 7.3.2.3 硫酸-磷酸混合溶液。
将15mL硫酸缓慢加至70mL水中，冷却后，加入15mL磷酸，混匀。 7.3.2.4氯化亚锡溶液：100g/L。
称取10.0g氯化亚锡（SnClz·2H,O)，置于干燥的烧杯中，溶于40mL盐酸，用水稀释至100mL，加入1粒锡粒，置棕色瓶中保存。 7.3.2.5三氯化钛溶液：2%。
移取10mL三氯化钛溶液（15%～20%），用盐酸溶液（1十9）稀释至100mL，置棕色瓶中保存。可临用前配置。 7.3.2.6重铬酸钾标准滴定溶液：c( (言K2 Cr2 0,)~0. 05 mol/L。
按下列步骤配制和试验数据处理： a）配制：称取2.45g士0.2g于120℃士2℃干燥至质量恒定的基准重铬酸钾（精确至0.0001g），
溶于水中，全部转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，播匀；
b）试验数据处理：重铬酸钾标准滴定溶液的浓度[(青K,Cr20,)]，数值以摩尔每升（mol/L)
表示，按公式（1）计算：
_mX1000
(1)
20
VM
式中：
称取基准重铬酸钾的质量的数值，单位为克（g)； V-—重铬酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL)；
m
3 HG/T 4701—2021
M—重铬酸钾(言K,Cr2O，）的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）（M=49.03)。 7.3.2.7钨酸钠指示液：10%。
称取10.0g钨酸钠（NaWO4·2H,O），溶于85mL水中，加人5.0mL磷酸，混匀，置棕色瓶中保存。 7.3.2.8二苯胺磺酸钠指示液：5g/L。 7.3.3仪器设备
试验筛：Φ200X50—0.1/0.071GB/T6003.1—2012。 7.3.4试验步骤
7.3.4.1试验溶液A的制备
称取4g过筛后的试样（精确至0.0002g），置于250mL烧杯中，用少量水润湿。加入25mL 盐酸，盖上表面皿，在通风橱中低温加热溶解。用少量水冲洗表面血，冷却后（必要时过滤），转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。此为试验溶液A，供铁含量、磷含量测定用。 7.3.4.2试验
用移液管移取10mL试验溶液A，置于250mL锥形瓶中。加人5mL盐酸，加热至近沸。趁热边摇动锥形瓶边逐滴加入氯化亚锡溶液，至溶液颜色由棕黄色变为浅黄色（如果加人过量氯化亚锡溶液变为无色，则滴加过氧化氢至溶液呈浅黄色）。加人4滴～5滴钨酸钠指示液，边摇动锥形瓶边逐滴加入三氯化钛溶液，至溶液呈浅蓝色。立即流水冷却，加入50mL水，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至蓝色刚好褪去（一般1滴～2滴，不记读数）。加水稀释至100mL，加人10mL硫酸-磷酸混合溶液、3滴～4滴二苯胺磺酸钠指示液，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至稳定的紫红色（30s不消失）为终点。
同时同样做空白试验，空白试验溶液除不加试样外（标准滴定溶液除外），其他加人试剂的种类和量与试验溶液相同。 7.3.5试验数据处理
铁含量以铁（Fe）的质量分数w1计，按公式（2）计算：
c(V,-V。)MX10-3
X100%
(2)
W,=
mX（10/250)
式中： c——重铬酸钾标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L)； V1一一滴定试验溶液所消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL)； V。一滴定空白试验溶液所消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL)； M一—铁的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）（M=55.85）； m一一试料的质量的数值，单位为克（g）。 取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.3%。
7.4磷含量的测定
7.4.1原理
在酸性介质中，磷酸盐与喹钼柠酮反应生成黄色磷钼酸喹啉沉淀，经过滤、洗涤、干燥、称量，
7 HG/T4701—2021
计算磷含量。 7.4.2 试剂或材料 7.4.2.1盐酸。 7.4.2.2硝酸溶液：1十1。 7.4.2.3喹钼柠酮溶液。 7.4.3仪器设备 7.4.3.1玻璃砂埚：孔径为5μm~15μm。 7.4.3.2电热恒温干燥箱：温度能控制在180℃土5℃。 7.4.4试验步骤
用移液管移取25mL试验溶液A（见7.3.4.1），置于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用移液管移取10mL此试验溶液，置于250mL烧杯中，加入10mL硝酸溶液，加水至约 100mL。盖上表面皿，缓慢加热煮沸，并保持微沸5min。加入50mL唑柠酮溶液，保温30s（加试剂和加热时不用明火，加试剂或加热时不能搅拌，以免生成凝块）。冷却至室温，冷却过程中搅拌 3次4次。用预先在180℃士5℃干燥至质量恒定的玻璃砂埚抽滤上层清液，用倾析法洗涤沉淀5 次6次，每次用水约20mL。将沉淀转移至玻璃砂埚中，继续用水洗涤3次～4次。将玻璃砂埚连同沉淀置于180℃士5℃的电热恒温干燥箱中，烘45min。取出，稍冷后，置于干燥器中，冷却至室温。称量，精确至0.0002g。
同时同样做空白试验，空白试验溶液除不加试样外，其他加入试剂的种类和量与试验溶液相同。 7.4.5试验数据处理
磷含量以磷（P）的质量分数w2计，按公式（3）计算：
(m1m2)X0.0140
... (3).
w2mx(10/250)(25/250)×100%
式中： m1——试验溶液生成磷钼酸喹啉沉淀的质量的数值，单位为克（g)； m2空白试验溶液生成磷钼酸喹啉沉淀的质量的数值，单位为克（g)； m -试料的质量的数值，单位为克（g）；
0.0140——磷钼酸喹啉换算成磷的系数。
取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.2%。 7.5铁磷比(Fe：P)
铁磷比以铁摩尔数与磷摩尔数的比值M，计，按公式（4）计算：
_w1×0.554 5
M,= W2
(4)
式中： W1—7.3.5测得的铁（Fe）的质量分数； W2—7.4.5测得的磷（P）的质量分数；
0.5545一一磷的相对分子质量与铁的相对分子质量的比值。
5 HG/T4701—2021
7.6钙含量、镁含量、钠含量、钾含量、铜含量、锌含量、镍含量、锰含量、铝含量、钛含量、钴含量、铅含量、铬含量的测定 7.6.1原理
试样以盐酸溶解，采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定待测元素（钙、镁、钠、钾、铜、锌、
镍、锰、铝、钛、钻、铅、铬）特征谱线的强度，以工作曲线法定量。 7.6.2试剂或材料 7.6.2.1盐酸：优级纯。 7.6.2.2钙、镁、钠、钾、铜、锌、镍、锰、铝、钛、钴、铅、铬标准溶液：1mL溶液含Ca、 Mg、Na、K、Cu、Zn、Ni、Mn、Al、Ti、Co、Pb、Cr0.01mg。
选用有证系列国家标准物质的混合溶液或单标溶液（1000μg/mL）准确稀释，此溶液现用现配。 7.6.2.3水：按GB/T6682—2008表1中规定的级水。 7.6.3仪器设备
电感耦合等离子体发射光谱仪。 7.6.4试验步骤 7.6.4.1工作曲线的绘制
分别移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL标准溶液（见7.6.2.2），置于7个100mL容量瓶中，各加入2mL盐酸，用水稀释至刻度，摇匀。导入电感耦合等离子体发射光谱仪进行测定，分析谱线波长和仪器工作条件见附录A。以标准溶液的质量浓度（μg/mL）为横坐标、对应的发射强度值为纵坐标，绘制工作曲线。 7.6.4.2试验
称取1g试样（精确至0.0002g），置于250mL烧杯中，用少量水润湿，加20mL盐酸。盖上表面皿，在通风橱中低温加热至近干。冷却后，转移至100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。导人电感耦合等离子体发射光谱仪，按照7.6.4.1相同条件测定相应待测元素的发射强度值。若测定试验溶液的光谱强度超出工作曲线的范围，则应对试验溶液进行适当稀释，并保持酸度与稀释前一致。 从标准曲线上查出试验溶液中待测元素的质量浓度。
同时同样做空白试验，空白试验溶液除不加试样外，其他加入试剂的种类和量与试验溶液相同。 7.6.5试验数据处理
待测元素（钙、镁、钠、钾、铜、锌、镍、锰、铝、钛、钻、铅、铬）的含量以待测元素（Ca、 Mg、Na、K、Cu、Zn、Ni、Mn、Al、Ti、Co、Pb、Cr）的质量分数w；计，按公式（5）计算：
(p:po）×100×10-6
... (5)
×k×100%
W;=
m
式中： P:——从工作曲线上查出的试验溶液中待测元素的质量浓度的数值，单位为微克每毫升（μg/mL)； Po 从工作曲线上查出的空白试验溶液中待测元素的质量浓度的数值，单位为微克每毫升
(μg/mL);
6