鋰領域國際標準體系建設研究

崔 妍

（有色金屬技術經濟研究院有限責任公司，北京 100089）

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

中國擁有鋰資源開發、鋰鹽加工、鋰電材料生產、鋰電池生產以及鋰產品循環利用等完備的產業鏈，同時又是世界第一大鋰產品的生產國與消費國，2019年基礎鋰鹽產量約占全球的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，資源開發難度大。鋰的生產一般以鋰礦石或鹽湖鹵水為原料，我國礦石提鋰產能占主要地位，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、金屬鋰等產品，進出口貿易額約200億人民幣[1]。

2019年，世界鋰及其衍生物產量折合碳酸鋰當量(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展，預計到2025年全球鋰鹽消費量約100萬噸LCE，鋰國際進出口貿易將越來越頻繁。因此成立鋰國際標準化技術委員會，制定一系列的鋰國際標準來規范國際鋰產業的發展勢在必行。成立鋰國際標準化技術委員會將在三方面發揮重要作用：一是推動建立全球通用的鋰術語、牌號、包裝等基礎標準，便利鋰產品的國際貿易往來，促進國際間鋰產業鏈技術交流；二是通過制定相關的鋰產品標準與檢測方法國際標準，有利于鋰產品的細分以及促進全球鋰貿易公平公正，形成健康可持續發展的國際鋰貿易環境；三是通過建立完善的鋰領域標準體系，涵蓋上游鋰開采、中游鋰鹽加工、下游鋰產品制備及鋰產品回收利用全產業鏈條，使全球鋰行業有標可依，促使全球鋰行業從鋰資源端到鋰產品消費終端更加有效、準確的溝通協商。在這種形勢下，鋰國際標準化技術委員會TC333應運而生，中國有色金屬工業標準計量質量研究所受國標委委托，正在組建秘書處。本文通過對鋰產業國內外標準化現狀進行深入的剖析，結合國內外鋰產業發展狀況，對鋰國際標準化技術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 鋰領域國內外標準化現狀

1.1 鋰領域國際及國外標準化現狀

國際標準化技術委員會與鋰相關的技術委員會主要集中在鋰離子電池領域，主要的相關技術委員會有ISO/TC22、ISO/TC20、IEC/TC21等。對于鋰領域國際標準方面，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的操作方面，對于鋰產品本身，比如鋰及鋰合金、鋰化合物等，并沒有相關國際標準。相關試驗方法標準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》。鋰領域相關國際標準及國外先進標準見表1。因此，鋰產品方面相關的國際標準是缺失的，目前，在國際貿易中，鋰產品的相關技術要求都是供需雙方協商制定，但是隨著鋰行業國際貿易量的不斷增大，急需制定系列的鋰產品國際標準來規范鋰產業的發展。

1.2 鋰領域國內標準化現狀

國內已經建立了比較完善的鋰產品標準體系，標準體系包含了礦產品、鋰鹽產品、金屬鋰及其合金產品、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業鏈，從上游鋰礦產品，中游鋰加工產品，下游終端鋰產品以及產品的分析檢測方法都有所涉及，總數量達100多項[2]，有效的規范了國內鋰產業的發展，促進了貿易的公平。鋰領域相關國家標準與行業標準（節選）見表2。

綜上，我國已建立了完善的鋰領域標準體系，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。標準體系是技術委員會工作的綱領，是開展標準化工作的重要基礎，鋰國際標準化技術委員會剛剛成立，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，但是也要根據國際鋰產業發展狀況，結合國際貿易現狀，以國際上新的發展技術為導向，建立健康可持續發展的標準體系。

2 鋰國際標準體系建設研究

鋰國際標準化技術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）等相關的標準化工作，其具體工作內容包括術語標準、產品標準與檢測方法標準等。本文將圍繞鋰國際標準化技術委員會的工作范圍，結合鋰領域的發展技術，根據鋰領域的應用細分以及消費量與需求量等各個方面，從基礎標準、產品規范、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 鋰領域相關國際標準及國外先進標準

表2 鋰領域相關國家標準與行業標準（節選）

2.1 基礎標準

基礎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，通常包括術語標準、符號標準、分類標準等。在鋰行業，制定基礎標準旨在促進鋰產業鏈上中下游利益相關方更加高效、準確的溝通協商，保障行業健康發展的基礎性文件。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易量的急劇上升，因此有必要先行制定鋰領域術語標準以便利鋰產品的國際貿易往來，促進國際間鋰產業鏈技術交流。比如鋰電池材料貿易中需要確定的技術指標比容量、充放電效率、循環壽命、殘余堿含量、磁性異物等；貿易量大的同一產品不同用途的細分品種，比如工業級碳酸鋰、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商制定。因此，制定術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易中的技術隔閡，促進世界各國貿易的順暢交流。

2.2 產品規范

產品規范是標準體系的核心部分，主要規定產品需要滿足的技術要求以及取樣、檢測、包裝、標志等內容，為產品的生產、貿易提供技術依據。鋰領域產品包括上游鋰礦（包括鹽湖鋰礦和固體礦）、中游鋰加工產品、下游鋰終端產品。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，成為2019年全球最大的鋰礦供給國，占據全球礦石鋰供給的85%、占全球鋰資源供應總量的51%。中游鋰鹽加工方面，2019年全球鋰及其衍生物產量折合碳酸鋰當量約37.7萬噸，同比增長35.51%，產量增加主要來自中國。下游鋰終端產品方面，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。因此鋰行業產品種類繁多，覆蓋面廣，在制定產品技術規范標準體系時需要根據產品的種類進行細分。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。中游鋰加工產品可以根據種類分為鋰鹽產品和鋰及鋰合金，鋰鹽產品包括氫氧化鋰、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。從鋰鹽應用領域占比來看（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，大約為79%，其次為醫藥、潤滑脂等領域[1]。鋰電池材料是鋰鹽最重要應用領域，因此宜將鋰電池材料標準作為產品技術規范的一個分支進行構建，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年中國鋰鹽應用領域占比

2.3 分析檢測標準

圖2 鋰國際標準體系框架圖

分析檢測標準是產品技術規范的支撐，規定產品生產、貿易中涉及到的各項技術指標的檢測方法。鋰領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、循環壽命等。

2.4 鋰回收標準

鋰回收是新興產業，但又是產品生命周期中必不可少的一個環節。尤其是鋰離子電池的回收，是保護環境，節約鋰資源的重要手段。鋰離子電池經過數百次循環充放電后，電池內部結構會發生不可逆的改變，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量的逐年增加，會井噴式產生大量的退役鋰電池。據預測，到2030年全球廢鋰離子電池的處置量將超過1100萬噸，產值將達到237.2億美元。中國預計到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模將達到 203.71 億元[3-4]。

鋰電池回收產業，歐美日等發達國家和地區起步較早，已建立了相對完善的法律法規和制度體系，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等擁有先進技術和規?；a能的電池回收企業中，部分企業已與電池制造商及新能源汽車企業展開合作，打造從電池到電池的閉合回路。美國實行以生產者責任延伸為原則的回收體系，通過制定法律加強企業生產監管，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務的企業，并在動力電池回收的經濟效益、技術及商業模式等方面都進行了系統的研究與探索。日本相關法律明確了企業的電池回收再利用責任和義務，還從電池全生命周期著手建立電池“生產銷售－回收－再生處理”的回收利用體系[5-7]。豐田、松下、日產等企業基于已有的營銷網絡構建鋰電池回收產業鏈，成立專門的拆解中心對回收的鋰電池進行統一管理、運輸、篩選和再利用。在系列政策指導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專業化、規模化方向發展，出現了格林美股份有限公司、廣東邦普循環科技有限公司、江西贛鋒鋰業股份有限公司等大型鋰電池回收利用企業。其中部分企業不僅積極探索商業模式，同時還注重技術研發。從相關專利申請方面而言，我國近年來鋰電池回收專利數量激增，已超越日本成為該領域專利技術最多的國家。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標準，一種是利用鋰金屬或鋰化合物生產相關鋰衍生物的過程中產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生產的鋰產品的技術規范，如有必要建立相關檢測方法標準，另外，也可以從材料的全生命周期出發，建立鋰產品的“生產銷售－回收－再生處理”的規范標準。

2.5 鋰國際標準體系的初建

根據以上分析，鋰國際標準體系可分為四個部分，分別是基礎標準、產品規范、分析檢測標準、鋰回收標準，并在此基礎上進行細分，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，是根據行業發展狀況而動態變化的?；A、產品、分析檢測方法以及其他方面的標準需要協調配套，才能有效推動產業的進步，發揮標準對行業的規范與引領作用。本文通過對國內外鋰行業發展現狀的分析，對鋰領域國內外現行標準進行了梳理，為鋰國際標準化技術委員會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也應廣泛征求其P成員國意見，發掘并補充更多相關利益者所關心的項目，同時也要時刻關注鋰行業內新技術的創新，不斷完善標準體系，用標準促進世界的互聯互通，用標準引領行業的高質量可持續發展。

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，這對技術委員會的工作是一個挑戰。本文也對此有幾點建議，首先，應充分利用網絡通訊工具，積極與各個P成員國溝通交流，了解各個國家發展技術重點與項目需求；其次，主動聯絡國外在華投資企業的辦事處，向他們傳達技術委員會的工作進展，同時也以他們為平臺，收集其所在國的意見建議；再者，在國內召開鋰領域國際標準化工作研討會，遴選國際標準專家，建立專家庫，為中國標準走向世界貢獻力量；最后，可盡快與相關的ISO、IEC技術委員會建立聯系，必要時設立聯絡員，為后續召開成立大會，提出新的標準提案做足準備。