【正文】 ,在大電流放電時很難趨于平衡狀態(tài)）。 鋰動力電池 地 產(chǎn)生 ,為使用大功率大能量 地 驅(qū)動設(shè)備提供了新地 憧憬。根據(jù)鋰動力電池 地 性能（包括充放電特性 ,溫度特性 ,循環(huán)壽命 ,自放電性 ,安全性） 地 綜合分析 與 實際驗證 ,鋰離子動力電池地 應(yīng)用前景之廣闊 ,使用范圍之宏大 ,是無法估量 地 。 鋰動力電池現(xiàn)在已具備廣泛進入市場 地 能力 ,這種電池 地 優(yōu)點是體積小 ,比能量大 ,其可做為一種輕便可移動式 地 動力電源走向市場。已經(jīng)引起所有 地 電動車廠家 地 密切關(guān)注。 鑒于中國國情 地 客觀因素 ,電動自行車 ,這種介于機動車 與 非機動車之間 地 代步工具 ,更突出了它諸多 地 優(yōu)點 與 實用性。 2021 年全國 地 電動自行車 地 產(chǎn)量達到 675 萬輛 ,產(chǎn)值達到 140 億元人民幣,2021 年電動自行車 地 產(chǎn)量達到 700 萬輛。未來我國大中城市電動自行車將逐步替代自行車成為主要 地 交通工具之一 ,國內(nèi)市場年產(chǎn)銷量將維持在 800 萬輛左右 ,2021 年全社會電動自行車保有量將突破 3000 萬輛。但這需要電動車企 業(yè)不斷提高產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù) ,保持質(zhì)量 地 穩(wěn)定 ,降低產(chǎn)品成本 ,同時更注重環(huán)保 ,逐步實現(xiàn)電池 地 新型高效 ,替代鉛酸電池 地 應(yīng)用。由于所有 地 傳統(tǒng)二次電池都不能滿足于自行車那種輕巧靈便 地 需要 ,電機生產(chǎn)廠商最后都把目光盯住了鋰動力電池。鋰動力電池 ,做為電動自行車最理想 地 驅(qū)動源泉 ,其市場保有量會隨著電動自行車 地 逐漸增加而增加。 精品文檔 在電驅(qū)動自行車現(xiàn)在已經(jīng)形成了市場 地 基礎(chǔ)上 ,電動摩托車市場規(guī)模也在不遠 地 將來逐漸形成。其實采用電驅(qū)動摩托車在國外一些先進技術(shù) 地 國家 與 地區(qū)早已研制開發(fā) ,所有配件已經(jīng)完美成熟。但始終因為電池 問題 ,最主要 地 是續(xù)駛里程 與 速度達不到理想 地 指標而嘆惜。傳統(tǒng)電池組裝 地 摩托車用龐大笨重 地 電池組合 ,其續(xù)駛里程仍然達不到理想 地 要求。只能跑 40~45km,最高時速也只有 40~50km。鋰動力電池 地 產(chǎn)生 ,給電動摩托車 地 研發(fā)者帶來新 地 希望 ,在國內(nèi) ,各大摩托車廠商也瞄準了鋰動力電池為動力研發(fā)。這種局面無疑給鋰動力電池 地 未來市場創(chuàng)造了無限 地 商機 ,其市場輝煌 地 前景是無法估量 地 。 當鋰離子動力電池做為電動轎車 地 研發(fā)目標已經(jīng)取得了成功了地 時候 ,中巴、大巴做為城市無污染零排放 地 交通工具已經(jīng)列為世界上各先進城市 地 改造熱點。電動小轎車是城市綠色環(huán)保交通工具 地 亮點 ,全世界現(xiàn)在運行著近 5 億輛轎車 ,其尾氣污染是造成大氣污染地 很重要 地 原因。隨著全世界石測資源 地 逐漸枯竭 ,只有發(fā)展電動轎車才是汽車行業(yè)發(fā)展 地 唯一出路。一輛電動轎車需 50~100 支 地 鋰動力電池 ,電動轎車產(chǎn)業(yè)化以后 ,需要多少只電池滿足市場 地 需求 ,現(xiàn)在還是個未知數(shù) ,但可以樂觀估計其市場份額將十分可觀 。 從今年起在未來五年內(nèi) ,世界范圍內(nèi)將全面強制性實施新出廠轎車由原來 12V蓄電池改為 36V 蓄電池?，F(xiàn)代轎車注重車載電子系統(tǒng)地 現(xiàn)代化 ,現(xiàn)代化 地 車載電子系統(tǒng) ,無一例外地需要電源。 1 只12V/120Ah 地 蓄電池怎能滿足諸多電子系統(tǒng) 地 需要？而使用鉛酸電精品文檔 池組合達到電壓容量 地 要求 ,就要增加 3倍 地 重量 與 3 倍 地 體積。另外鉛酸電池有二次污染環(huán)境。所以 ,鋰動力電池以其體積小比能量大及質(zhì)量輕等優(yōu)點 ,將做為首選蓄電池而進入現(xiàn)代車一族 ,據(jù)專家估計 ,僅此一項世界每年 36V/100Ah 地 鋰動力電池 ,其市場容量將達到幾十億美元。 綜上所述 ,鋰動力電池以其本身 地 優(yōu)越性 ,具有強大 地 市場優(yōu)勢 ,在市場 地 角逐中 ,必然要戰(zhàn)勝傳統(tǒng) 地 蓄電池 ,并徹底將其淘汰出局 ,這是必然 地 歷史規(guī)律。 另外傳統(tǒng) 地 動力型電池 —— 鉛酸電池中卻存在著大量 地 鉛 ,在其廢棄后若處理不當 ,仍將對環(huán)境造成二次污染。 RoHS 規(guī)定電子電器各項產(chǎn)品 地 制造 ,不可使用含有鉛等特定有害物質(zhì)。產(chǎn)品中含有鉛,將被禁止在歐盟各國之間銷售。鉛酸電池雖未被禁止使用 ,但使用超過百年 地 鉛酸電池 ,在環(huán)保日益成為社會發(fā)展主導(dǎo)潮流 地 今天 ,將面臨退出歷史舞臺 地 命運。 就鋰離子電池而言 ,現(xiàn)在研究較為成熟 地 正極材料鈷酸鋰 ,由于其安全性較差 ,只作為常規(guī) 地 中小容量電池 地 正極材料 ,不能用作大容量高功率動力電池 地 正極材料。另外鈷酸鋰中含有污染 元素鈷,所以其基本上不具備制備大容量高功率動力電池 地 可能性。 磷酸鐵鋰材料無任何有毒有害物質(zhì) ,不會對環(huán)境構(gòu)成任何污染 ,被世界公認為綠色環(huán)保電池 ,該電池?zé)o論在生產(chǎn)及使用中 ,均無污染 ,成為世界重點支持 與 鼓勵發(fā)展 地 項目 。 另外磷酸鐵鋰動力電池中所含 地 元素在自然界非常豐富 ,所以磷酸鐵鋰材料自身 地 制備成本精品文檔 有很大 地 可降空間 ,其放電電壓平臺高、能量密度大、價格 比 壽命高地 特點將進一步得到提升。 在國家產(chǎn)業(yè)政策上 ,電動汽車及關(guān)鍵零部件一直以來都是國家重點支持 地 發(fā)展領(lǐng)域 ,給于了大力 地 財政支持及政策支持。日前 財 政部、科技部決定在北京、上海、重慶、長春、大連、杭州、濟南、武漢、深圳、合肥、長沙、昆明、南昌等 13 個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作。業(yè)內(nèi)人士認為 ,這將打破目前新能源汽車因成本過高而推廣緩慢 地 局面。 這表明國家在推動電動汽車發(fā)展上 地 極大決心 ,為此我們有理由相信該項目產(chǎn)品在未來市場上具有巨大 地市場份額 ,市場前景十分樂觀。 綜上所述 ,開發(fā)容量為 4060 Ah電動 汽車 用 大容量高功率聚合物L(fēng)iFePO4 動力電池及其系列產(chǎn)品具有非常廣闊 地 市場前景 與 社會需求。 二、研究開發(fā)內(nèi)容、方法、技術(shù)路線 （一） 主要研究內(nèi)容 本項目研究開發(fā)內(nèi)容為大容量高功率聚合物 LiFePO4動力電池 地開發(fā) 與 產(chǎn)業(yè)化 ,是本課題組從制備高性能磷酸鐵鋰正極材料向大容量高功率應(yīng)用型動力電池 地 跨越 ,目 地 是開發(fā) 4060 Ah 電動汽車用大容量高功率聚合物 LiFePO4動力電池。 本項目所用正極材料為自主開發(fā) 地 高性能 LiFePO4正極材料合成技術(shù)處理 地 正極材料 ,通過對其進一步改性研究 ,使其適合于大容量高功率聚合物動力電池體系。 精品文檔 （二）擬解決 地 關(guān)鍵技術(shù) 擬解決 地 技術(shù)難點 ： （ 1） 開發(fā)新型 容量為 4060 Ah 電動汽車用 大容量高功率聚合物L(fēng)iFePO4動力電池體系。 （ 2） 目標電池 地 規(guī)格 與 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ,使其質(zhì)量 與 尺寸盡可能小。 （ 3） 研究適合于所開發(fā) 地 聚合物 LiFePO4動力電池 地 正極配方、漿料 地 制備工藝 與 涂布技術(shù)。 （ 4） 通過電池內(nèi)部結(jié)構(gòu) 地 設(shè)計 ,解決大容量高功率動力電池 地安全性問 題 （ 5） 解決大容量高功率動力電池性能不一致 ,性能不穩(wěn)定問題。 （ 6） 篩選與大容量高功率 LiFePO4 聚合物 動力電池相匹配 地 負極、隔膜、電解液以及相關(guān) 地 最佳工藝條件。 （三）擬采用 地 方法、技術(shù)路線以及工藝流程 項目采取 地 研究方法如下： （ 1）對前期合成 地 高性能磷酸鐵鋰正極材料進行改性 ,使其適合于大容量高 功率聚合物動力電池體系。 （ 2）電池規(guī)格 與 結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)電池容量以及預(yù)期達到 地 目標設(shè)置電池 地 型號、電極工藝、電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電池正極、負極、隔膜、電解液、極耳、鋁塑膜等相關(guān)工藝參數(shù) ,特別是正極配方、漿料 地 制備工藝 與 涂布技術(shù)。 （ 3）項目所需設(shè)備規(guī)劃：利用東莞市邁科科技有限公司博士后工作站、省工程中心儀器設(shè)備 ,以及聚合物事業(yè)部聚合物電池生產(chǎn)線及精品文檔 相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備；天津大學(xué)承諾提供 地 相關(guān)設(shè)備儀器。研發(fā)過程中購置地 新設(shè)備。 （ 4）材料 地 選?。汉Y選與大功率高容量 LiFePO4聚合物動力電池相匹配 地 負極、隔膜、電解液 、極 耳、鋁塑膜等原材料 以及相關(guān) 地 最佳工藝條件。 （ 5）實驗研發(fā)：根據(jù)電池規(guī)格 與 各個組成部分 地 制備工藝參數(shù)以及所選取 地 原材料進行初期實驗。對實驗產(chǎn)品按預(yù)期標準進行電化學(xué)性能 與 安全性測試 ,特別是檢驗大容量高功率動力電池性能是否一致、穩(wěn)定。 （ 6）初期實驗結(jié)果分析總結(jié)：評價初期實驗結(jié)果 ,發(fā)現(xiàn)初期實驗結(jié)果 與 預(yù)期目標之間 地 差距 ,分析電池結(jié)構(gòu)、原材料匹配性以及電池制備工藝對電池性能 地 影響 ,從而找出主要影響因素并進行調(diào)整 與變革 ,再進行實驗 ,直到達到預(yù)期目標。 （ 7）小試生產(chǎn)：實驗研發(fā)樣品電化學(xué)性能、安全性 與 一致性 達到預(yù)期標準后 ,可進行小試生產(chǎn)。按預(yù)期目標對小試產(chǎn)品進行性能測試,同時對測試結(jié)果進行分析總結(jié)。如果小試產(chǎn)品性能達到預(yù)期標準 ,就可進行中試生產(chǎn)；如果達不到預(yù)期標準 ,找出影響產(chǎn)品從實驗研發(fā)到小試生產(chǎn) 地 關(guān)鍵因素 ,然后進行調(diào)整改進 ,最后使小試產(chǎn)品達到預(yù)期標準。建立研究技術(shù)及電池生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫 ,明確各種因素對電池性能產(chǎn)生 地 影響。 （ 8）中試生產(chǎn)：在小試生產(chǎn)成功 地 基礎(chǔ)上 ,進行中試生產(chǎn) ,檢驗中試產(chǎn)品是否到達預(yù)期目標同時進行改進。對中試產(chǎn)品性能進行檢測精品文檔 ,分析各種因素對產(chǎn)品性能所產(chǎn)生 地 影響 ,建立產(chǎn)品制造 技術(shù) 與 工藝標準數(shù)據(jù)庫。尋求最佳技術(shù)及工藝參數(shù) ,實現(xiàn)產(chǎn)品性能 地 改進。 （ 9）產(chǎn)業(yè)化：產(chǎn)業(yè)化是本項目開發(fā) 地 根本目 地 ,在中試產(chǎn)品符合預(yù)期目標 地 基礎(chǔ)上進行。根據(jù)目標產(chǎn)品性能對現(xiàn)有 地 工裝設(shè)備進行實時調(diào)整、改進、更換 ,制定生產(chǎn)工藝 ,進行產(chǎn)業(yè)化小規(guī)模試產(chǎn) ,分析產(chǎn)品性能。若產(chǎn)品性能 與 目標性能不吻合 ,則根據(jù)已有數(shù)據(jù)庫 與 已有地 聚合物鋰離子電池生產(chǎn)工藝對工藝或者設(shè)備重新修訂 與 選擇 ,直至產(chǎn)品性能達到 目標性能為止。建立產(chǎn)業(yè)化實施技術(shù)、工藝、設(shè)備數(shù)據(jù)庫。 （ 10）標準制定：根據(jù)研究、小試、中試、產(chǎn)業(yè)化實施積累 地 數(shù)據(jù)進行 聚合物動力型鋰離子電池制造技術(shù)標準制定。 項目實施過程嚴格按照上述規(guī)劃開展研究開發(fā)工作 ,對在具體實施過程中所產(chǎn)生 地 意外情況將會 由項目實施各方聯(lián)合 制定出解決方案 ,報送 立項單位 審核 、備案 ,以期解決 ,降低項目所面臨 地 風(fēng)險。 （四）項目 地 特色 與 創(chuàng)新突破點 （ 1） 首次把 LiFePO4 應(yīng)用于聚合物動力電池體系中 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 。 （ 2） 所開發(fā) 地 新型 LiFePO4 聚合物動力電池同時具有大容量高功率電化學(xué)特性。 （ 3） 把新型大容量高功率 LiFePO4聚合物動力電池應(yīng)用于電動車體系 ,可以解決電動車 起步難 ,上坡慢 地 問題。 精品文檔 （ 4） 利用聚合物電池安全性能好 地 特點使 LiFePO4 聚合物動力電池安全性進一步得以保障。 （五）項目完成后預(yù)期實現(xiàn) 地 技術(shù)、經(jīng)濟指標及社會 與 經(jīng)濟效益,對產(chǎn)業(yè) 地 帶動 與 提升作用 （ 1） 預(yù)期達到 地 技術(shù)目標： （ 1）新型容 量為 4060 Ah LiFePO4聚合物動力電池常溫 10C 放電容量大于 1C放電容量 地 90%,電池循環(huán)壽命 ≥ 2021次 ,其中容量保持 80%以上。 （ 2）工作溫度范圍為 30℃－ 80℃ 。 （ 3）電池安全性：單節(jié)電池過充電壓 3C/10V不燃燒；穿刺不燃燒；短路不燃 燒； 150℃ /20min 熱沖擊不燃燒。 （ 4）電池 地 一致性：分容后容量相差不大于 2%, 電池 地 內(nèi)阻相差不大于 2mΩ ,分容后電壓差值在 內(nèi)。 （ 5） 4060 Ah 電池功率密度大于 700W/Kg,能量密度大于110Wh/Kg。 （ 2） 經(jīng)濟指標 /效益分析 : 以容量為 50Ah 單體電池為基礎(chǔ)核算效益如下。 項目完成后 形成年產(chǎn)能大于 3000 萬 Ah,則年產(chǎn)量為： 60 萬只 （ 工作日 按一年 300天計算） ,則日產(chǎn)量為 2021 只 ,每只電池成本： 元人民幣 ,每只預(yù)計售價 450元人民幣。 具體計算如下。 精品文檔 （ 1）銷售收入 則全年銷售收入： 60 450＝ 27000（萬元）。 （ 2）直接成本分析： 1）原材料成本全年計 萬元；按不良率 5%計算 ,總材料成本為 萬元具體估算如下： 原材料清單 單價 年耗量 消耗金額（萬元） 銅箔 萬元/t 鋁箔 萬元/t 560 PVDF 18萬元 /t 正極材料 15萬元 /t 負極材料 7 萬元 /t NMP 萬元/t 導(dǎo)電添加劑 3 萬元 /t 6. 6t 粘結(jié)劑 1 萬元 /t 精品文檔 隔膜 11 元 /m2 4893750m2 聚合物電解液 10萬元 /t 極耳 /只 120萬只 鋁塑膜 43 元 /m2 2531250m2