鋰領(lǐng)域國際標準體系建設(shè)研究

崔 妍

（有色金屬技術(shù)經(jīng)濟研究院有限責任公司，北京 100089）

《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》中將鋰列為重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，鋰因其獨特的物理化學性質(zhì)，在電池、玻璃、陶瓷、潤滑脂、新材料等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。近年來，尤其是鋰電池在手機、筆記本電腦、新能源汽車、儲能的領(lǐng)域的應(yīng)用，使之與人們的日常生活日益緊密。

中國擁有鋰資源開發(fā)、鋰鹽加工、鋰電材料生產(chǎn)、鋰電池生產(chǎn)以及鋰產(chǎn)品循環(huán)利用等完備的產(chǎn)業(yè)鏈，同時又是世界第一大鋰產(chǎn)品的生產(chǎn)國與消費國，2019年基礎(chǔ)鋰鹽產(chǎn)量約占全球的68%，消費量占全球的58%。我國鋰資源多分布于青海、西藏、四川、新疆等省區(qū)，資源開發(fā)難度大。鋰的生產(chǎn)一般以鋰礦石或鹽湖鹵水為原料，我國礦石提鋰產(chǎn)能占主要地位，需要從澳大利亞等國進口鋰輝石精礦，2019年鋰輝石精礦的進口量達到172萬噸（折合21.5萬噸碳酸鋰當量）。從智利、阿根廷等國進口碳酸鋰2.9萬噸，同時向日、韓、歐盟等國出口氫氧化鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、金屬鋰等產(chǎn)品，進出口貿(mào)易額約200億人民幣[1]。

2019年，世界鋰及其衍生物產(chǎn)量折合碳酸鋰當量(LCE)約37.7萬噸，同比增長35.51%。隨著新能源汽車及儲能電池的大力發(fā)展，預(yù)計到2025年全球鋰鹽消費量約100萬噸LCE，鋰國際進出口貿(mào)易將越來越頻繁。因此成立鋰國際標準化技術(shù)委員會，制定一系列的鋰國際標準來規(guī)范國際鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢在必行。成立鋰國際標準化技術(shù)委員會將在三方面發(fā)揮重要作用：一是推動建立全球通用的鋰術(shù)語、牌號、包裝等基礎(chǔ)標準，便利鋰產(chǎn)品的國際貿(mào)易往來，促進國際間鋰產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)交流；二是通過制定相關(guān)的鋰產(chǎn)品標準與檢測方法國際標準，有利于鋰產(chǎn)品的細分以及促進全球鋰貿(mào)易公平公正，形成健康可持續(xù)發(fā)展的國際鋰貿(mào)易環(huán)境；三是通過建立完善的鋰領(lǐng)域標準體系，涵蓋上游鋰開采、中游鋰鹽加工、下游鋰產(chǎn)品制備及鋰產(chǎn)品回收利用全產(chǎn)業(yè)鏈條，使全球鋰行業(yè)有標可依，促使全球鋰行業(yè)從鋰資源端到鋰產(chǎn)品消費終端更加有效、準確的溝通協(xié)商。在這種形勢下，鋰國際標準化技術(shù)委員會TC333應(yīng)運而生，中國有色金屬工業(yè)標準計量質(zhì)量研究所受國標委委托，正在組建秘書處。本文通過對鋰產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外標準化現(xiàn)狀進行深入的剖析，結(jié)合國內(nèi)外鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況，對鋰國際標準化技術(shù)委員會即將展開的工作進行深入研究，并形成意見和建議，初步建立鋰國際標準體系。

1 鋰領(lǐng)域國內(nèi)外標準化現(xiàn)狀

1.1 鋰領(lǐng)域國際及國外標準化現(xiàn)狀

國際標準化技術(shù)委員會與鋰相關(guān)的技術(shù)委員會主要集中在鋰離子電池領(lǐng)域，主要的相關(guān)技術(shù)委員會有ISO/TC22、ISO/TC20、IEC/TC21等。對于鋰領(lǐng)域國際標準方面，標準范圍主要集中在鋰離子電池的性能檢測與電池操作系統(tǒng)的操作方面，對于鋰產(chǎn)品本身，比如鋰及鋰合金、鋰化合物等，并沒有相關(guān)國際標準。相關(guān)試驗方法標準ASTM有一項，為《原子吸收分光光度法測定鹵水中鋰、鉀和鈉離子的含量測試方法》。鋰領(lǐng)域相關(guān)國際標準及國外先進標準見表1。因此，鋰產(chǎn)品方面相關(guān)的國際標準是缺失的，目前，在國際貿(mào)易中，鋰產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)要求都是供需雙方協(xié)商制定，但是隨著鋰行業(yè)國際貿(mào)易量的不斷增大，急需制定系列的鋰產(chǎn)品國際標準來規(guī)范鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.2 鋰領(lǐng)域國內(nèi)標準化現(xiàn)狀

國內(nèi)已經(jīng)建立了比較完善的鋰產(chǎn)品標準體系，標準體系包含了礦產(chǎn)品、鋰鹽產(chǎn)品、金屬鋰及其合金產(chǎn)品、鋰電池材料及其電化學測試方法、分析方法五個部分。標準體系覆蓋了整個鋰產(chǎn)業(yè)鏈，從上游鋰礦產(chǎn)品，中游鋰加工產(chǎn)品，下游終端鋰產(chǎn)品以及產(chǎn)品的分析檢測方法都有所涉及，總數(shù)量達100多項[2]，有效的規(guī)范了國內(nèi)鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進了貿(mào)易的公平。鋰領(lǐng)域相關(guān)國家標準與行業(yè)標準（節(jié)選）見表2。

綜上，我國已建立了完善的鋰領(lǐng)域標準體系，而鋰國際標準不完善，不齊全，鋰國際標準體系更是無從談起。標準體系是技術(shù)委員會工作的綱領(lǐng)，是開展標準化工作的重要基礎(chǔ)，鋰國際標準化技術(shù)委員會剛剛成立，建立鋰國際標準體系是工作的重中之重。鋰國際標準體系的建立可以以我國鋰標準體系為基礎(chǔ)，但是也要根據(jù)國際鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況，結(jié)合國際貿(mào)易現(xiàn)狀，以國際上新的發(fā)展技術(shù)為導(dǎo)向，建立健康可持續(xù)發(fā)展的標準體系。

2 鋰國際標準體系建設(shè)研究

鋰國際標準化技術(shù)委員會的工作范圍為鋰及其合金（即以鋰為主要元素的合金），以及濃縮、提取、分離和轉(zhuǎn)化為有用的鋰化合物和材料，包括礦石、氧化物、鹽、金屬、母合金、鋰離子電池材料（電池除外）等相關(guān)的標準化工作，其具體工作內(nèi)容包括術(shù)語標準、產(chǎn)品標準與檢測方法標準等。本文將圍繞鋰國際標準化技術(shù)委員會的工作范圍，結(jié)合鋰領(lǐng)域的發(fā)展技術(shù)，根據(jù)鋰領(lǐng)域的應(yīng)用細分以及消費量與需求量等各個方面，從基礎(chǔ)標準、產(chǎn)品規(guī)范、分析測試標準、回收標準四個方面進行分析建立鋰國際標準體系。

表1 鋰領(lǐng)域相關(guān)國際標準及國外先進標準

表2 鋰領(lǐng)域相關(guān)國家標準與行業(yè)標準（節(jié)選）

2.1 基礎(chǔ)標準

基礎(chǔ)標準是以相互理解為編制目的形成的具有廣泛適用范圍的標準，通常包括術(shù)語標準、符號標準、分類標準等。在鋰行業(yè)，制定基礎(chǔ)標準旨在促進鋰產(chǎn)業(yè)鏈上中下游利益相關(guān)方更加高效、準確的溝通協(xié)商，保障行業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)性文件。隨著世界各國對新能源汽車的大力支持，動力電池的需求量越來越大，進而促進了全球鋰貿(mào)易量的急劇上升，因此有必要先行制定鋰領(lǐng)域術(shù)語標準以便利鋰產(chǎn)品的國際貿(mào)易往來，促進國際間鋰產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)交流。比如鋰電池材料貿(mào)易中需要確定的技術(shù)指標比容量、充放電效率、循環(huán)壽命、殘余堿含量、磁性異物等；貿(mào)易量大的同一產(chǎn)品不同用途的細分品種，比如工業(yè)級碳酸鋰、電池級碳酸鋰、高純碳酸鋰，不同的國家有不同的技術(shù)指標；再比如，全球鋰資源豐富，種類繁多，鋰品位不一，對于各類鋰精礦的品位目前都是由供需雙方協(xié)商制定。因此，制定術(shù)語標準是國際鋰標準制定工作計劃的排頭兵，可以有效消除鋰國際貿(mào)易中的技術(shù)隔閡，促進世界各國貿(mào)易的順暢交流。

2.2 產(chǎn)品規(guī)范

產(chǎn)品規(guī)范是標準體系的核心部分，主要規(guī)定產(chǎn)品需要滿足的技術(shù)要求以及取樣、檢測、包裝、標志等內(nèi)容，為產(chǎn)品的生產(chǎn)、貿(mào)易提供技術(shù)依據(jù)。鋰領(lǐng)域產(chǎn)品包括上游鋰礦（包括鹽湖鋰礦和固體礦）、中游鋰加工產(chǎn)品、下游鋰終端產(chǎn)品。在鋰資源方面，全球鋰儲量主要集中在智利、澳大利亞、阿根廷三國，三者合計約占全球鋰儲量的90%，其中智利占比高達51%，澳大利亞隨著新項目投產(chǎn)，成為2019年全球最大的鋰礦供給國，占據(jù)全球礦石鋰供給的85%、占全球鋰資源供應(yīng)總量的51%。中游鋰鹽加工方面，2019年全球鋰及其衍生物產(chǎn)量折合碳酸鋰當量約37.7萬噸，同比增長35.51%，產(chǎn)量增加主要來自中國。下游鋰終端產(chǎn)品方面，2019年全球鋰的消費折合碳酸鋰約33.1萬噸，同比增長約22.59%，中國是世界上最大的鋰消費國，2019年，國內(nèi)鋰鹽消費量折合碳酸鋰當量19.2萬噸，日韓等國家的消費量也在逐年增長。因此鋰行業(yè)產(chǎn)品種類繁多，覆蓋面廣，在制定產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范標準體系時需要根據(jù)產(chǎn)品的種類進行細分。上游鋰礦主要包括鋰云母精礦、鋰輝石精礦、鋰長石、鋰黏土等。中游鋰加工產(chǎn)品可以根據(jù)種類分為鋰鹽產(chǎn)品和鋰及鋰合金，鋰鹽產(chǎn)品包括氫氧化鋰、碳酸鋰、氟化鋰、磷酸二氫鋰等，金屬鋰及其合金包括鋰、鋰帶、鋰鋁合金錠等。從鋰鹽應(yīng)用領(lǐng)域占比來看（見圖1），電池材料用鋰鹽的消耗量占總鋰鹽消耗量的絕大多數(shù)，大約為79%，其次為醫(yī)藥、潤滑脂等領(lǐng)域[1]。鋰電池材料是鋰鹽最重要應(yīng)用領(lǐng)域，因此宜將鋰電池材料標準作為產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的一個分支進行構(gòu)建，包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等主流鋰離子電池正極材料。

圖1 2019年中國鋰鹽應(yīng)用領(lǐng)域占比

2.3 分析檢測標準

圖2 鋰國際標準體系框架圖

分析檢測標準是產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的支撐，規(guī)定產(chǎn)品生產(chǎn)、貿(mào)易中涉及到的各項技術(shù)指標的檢測方法。鋰領(lǐng)域的分析檢測標準分為化學成分分析方法、物理性能試驗方法和電化學性能試驗方法?；瘜W成分分析包括鋰礦、鋰鹽、正極材料等化合物主元素含量、雜質(zhì)元素含量的測定方法，物理性能包括測定鋰化合物的水分、振實密度、磁性異物等性能，電化學性能測試包括鋰離子正極材料的放電比容量、放電效率、循環(huán)壽命等。

2.4 鋰回收標準

鋰回收是新興產(chǎn)業(yè)，但又是產(chǎn)品生命周期中必不可少的一個環(huán)節(jié)。尤其是鋰離子電池的回收，是保護環(huán)境，節(jié)約鋰資源的重要手段。鋰離子電池經(jīng)過數(shù)百次循環(huán)充放電后，電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生不可逆的改變，進而堵塞Li+擴散的通道，最終造成鋰離子電池的失活報廢。隨著鋰電池需求量和產(chǎn)量的逐年增加，會井噴式產(chǎn)生大量的退役鋰電池。據(jù)預(yù)測，到2030年全球廢鋰離子電池的處置量將超過1100萬噸，產(chǎn)值將達到237.2億美元。中國預(yù)計到2025 年，電 池 報 廢 量 為 111.70GWh， 其 中 磷酸 鐵 鋰 電 池 報廢 量 為 10.3GWh， 三 元 鋰 電 池 報 廢 量101.40GWh，動力電池回收市場規(guī)模將達到 203.71 億元[3-4]。

鋰電池回收產(chǎn)業(yè)，歐美日等發(fā)達國家和地區(qū)起步較早，已建立了相對完善的法律法規(guī)和制度體系，開展了諸多動力電池回收再利用方面的實驗研究及工程應(yīng)用。歐盟制定了健全的電池回收利用政策，比利時Umicore，英國G&P Batteries，德國Accurec Recycling GmbH等擁有先進技術(shù)和規(guī)?；a(chǎn)能的電池回收企業(yè)中，部分企業(yè)已與電池制造商及新能源汽車企業(yè)展開合作，打造從電池到電池的閉合回路。美國實行以生產(chǎn)者責任延伸為原則的回收體系，通過制定法律加強企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)管，對退役電池回收進行管理；此外，美國還擁有Retriev Technology等多家開展鋰電池回收業(yè)務(wù)的企業(yè)，并在動力電池回收的經(jīng)濟效益、技術(shù)及商業(yè)模式等方面都進行了系統(tǒng)的研究與探索。日本相關(guān)法律明確了企業(yè)的電池回收再利用責任和義務(wù)，還從電池全生命周期著手建立電池“生產(chǎn)銷售－回收－再生處理”的回收利用體系[5-7]。豐田、松下、日產(chǎn)等企業(yè)基于已有的營銷網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈，成立專門的拆解中心對回收的鋰電池進行統(tǒng)一管理、運輸、篩選和再利用。在系列政策指導(dǎo)和市場需求的推動下，我國的動力電池回收再利用市場已逐漸向?qū)I(yè)化、規(guī)?；较虬l(fā)展，出現(xiàn)了格林美股份有限公司、廣東邦普循環(huán)科技有限公司、江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司等大型鋰電池回收利用企業(yè)。其中部分企業(yè)不僅積極探索商業(yè)模式，同時還注重技術(shù)研發(fā)。從相關(guān)專利申請方面而言，我國近年來鋰電池回收專利數(shù)量激增，已超越日本成為該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)最多的國家。但是在標準方面，鋰材料回收利用方面的標準還非常欠缺，可以單獨將鋰材料回收利用標準作為標準體系一個單獨的分支，從兩個方面制定相關(guān)標準，一種是利用鋰金屬或鋰化合物生產(chǎn)相關(guān)鋰衍生物的過程中產(chǎn)生的含鋰廢料的回收，一種是退役鋰離子電池中含鋰廢料的回收。標準的類型可以是利用回收技術(shù)生產(chǎn)的鋰產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范，如有必要建立相關(guān)檢測方法標準，另外，也可以從材料的全生命周期出發(fā)，建立鋰產(chǎn)品的“生產(chǎn)銷售－回收－再生處理”的規(guī)范標準。

2.5 鋰國際標準體系的初建

根據(jù)以上分析，鋰國際標準體系可分為四個部分，分別是基礎(chǔ)標準、產(chǎn)品規(guī)范、分析檢測標準、鋰回收標準，并在此基礎(chǔ)上進行細分，標準體系框架圖見圖2。

標準體系是個有機的整體，但不是一成不變的，是根據(jù)行業(yè)發(fā)展狀況而動態(tài)變化的?；A(chǔ)、產(chǎn)品、分析檢測方法以及其他方面的標準需要協(xié)調(diào)配套，才能有效推動產(chǎn)業(yè)的進步，發(fā)揮標準對行業(yè)的規(guī)范與引領(lǐng)作用。本文通過對國內(nèi)外鋰行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，對鋰領(lǐng)域國內(nèi)外現(xiàn)行標準進行了梳理，為鋰國際標準化技術(shù)委員會ISO/TC333提出了標準體系雛形，為ISO/TC333下一步的工作指明了方向。ISO/TC333也應(yīng)廣泛征求其P成員國意見，發(fā)掘并補充更多相關(guān)利益者所關(guān)心的項目，同時也要時刻關(guān)注鋰行業(yè)內(nèi)新技術(shù)的創(chuàng)新，不斷完善標準體系，用標準促進世界的互聯(lián)互通，用標準引領(lǐng)行業(yè)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

3 工作展望

2020年是特殊的一年，疫情席卷全球，在此特殊的時期，鋰國際標準化技術(shù)委員會成立，如何在后疫情時代順利將工作推向正軌，這對技術(shù)委員會的工作是一個挑戰(zhàn)。本文也對此有幾點建議，首先，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊工具，積極與各個P成員國溝通交流，了解各個國家發(fā)展技術(shù)重點與項目需求；其次，主動聯(lián)絡(luò)國外在華投資企業(yè)的辦事處，向他們傳達技術(shù)委員會的工作進展，同時也以他們?yōu)槠脚_，收集其所在國的意見建議；再者，在國內(nèi)召開鋰領(lǐng)域國際標準化工作研討會，遴選國際標準專家，建立專家?guī)?，為中國標準走向世界貢獻力量；最后，可盡快與相關(guān)的ISO、IEC技術(shù)委員會建立聯(lián)系，必要時設(shè)立聯(lián)絡(luò)員，為后續(xù)召開成立大會，提出新的標準提案做足準備。