【正文】 HEV 和 PHEV 的行駛距離和加油方式均和通常汽油車沒有區(qū)別，易于為消費者接受，不僅在美國受到熱捧，近期也有報道德國有超過 30％的人表示愿意購買混合動力汽車。與其他蓄電池比較，鋰離子蓄電池具有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬和安全可靠等優(yōu)點，已成為手機、筆記本電腦等移動電子設備的基本配備電源。由于鎳氫電池使用大量的有色金屬，而且其生產制造工藝基本定型，其成本下降的空間很小。動力電池的產業(yè)化正伴隨著材料、工藝和裝備的重大革新開始起飛，傳統(tǒng)的鈷基氧化物正極材料正在為成本更低和安全性好的錳基氧化物和磷酸鹽材料取代，用于小型電池的電極制備工藝也將會逐漸地被高效、低能耗和污染小的新工藝所取代，大型動力電池的散熱和高功率輸入 /出要求使電芯結構從卷繞式圓柱走向疊片式方型，相應的材料制備技術、電池制造技術、工藝和裝備不斷地創(chuàng)新和深入發(fā)展。目前國內的高功率鋰離子電池已具有 80Wh/Kg的比能量和高于 20xxW/Kg的比功率，國外已有 3000W/Kg高功率鋰離子電池用于電動車輛的報道。表 1 顯示的是理想的 HEV 轎車對電池組的主要的電性能的要求。 C 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 28 蘇州星恒電源有限公司借助國家汽車重大專項的支持，依托中科院物理所的基礎研究支持，經過幾年的努力，其生產的車用鋰離子蓄電池的電性能基本達到了混合電動車用高功率電池的要求。圖 3顯示的是高功率 8Ah 鋰離子電池的低溫倍率特性。那么如何保證即使在壽命終止時，電池的倍率特性仍能滿足車用的要求，也就成了一個關鍵因素。電池濫用時 ,內部發(fā)生的不可控化學反應與放出的熱量直接相關，鋰離子電池電解液的有機成分為碳酸酯，閃點低，沸點也較低，正極為強氧化性化合物，負極為強還原性化合物，當電池中熱量的產生速度大于散熱速度時 , 就會造成電池內部壓力過大引起爆炸，或外殼破裂后與空氣接觸，因溫度高和鋰負極的高活潑性引燃起火。因此，將鋰離子蓄電池做成動力電池，就必須提高其安全性能，單體電池愈大，要求達到新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 31 的安全性指標也就愈高。在使用過程中發(fā)生某些意外的情況下，比如管理系統(tǒng)損壞而導致電池充電電壓過高，正極中剩余的一部分鋰就會脫出經電解液到負極表面以金屬鋰的形式沉積，而金屬鋰的表面電沉積極易形成“枝晶”，從而刺穿隔膜，將正負極短路，引起起火爆炸等安全事故。采用改性錳酸鋰材料降低了正極的氧化性，活性鋰的含量也比鈷酸鋰的低。 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 32 圖 6 短路試驗 圖 7 擠壓試驗 圖 8 針刺試驗 圖 9 高溫爐熱試驗 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 33 圖 10 金屬塊體擠壓 應該說，在國家 863 重大項目的支持下，在包括物理所同事在內的廣大兄弟單位的幫助支持下，蘇州星恒經過多年的努力，針對使用錳酸鋰作為正極材料的 8Ah高功率電芯的安全性方面取得了不錯的成績。疊片式生產工藝可采用極片包膜工藝以解決卷繞式電芯在高溫下經常遇到的因隔膜收縮而導致的短路問題，從電池的散熱角度講也是更為合理的設計。電極的質量直接關系到電芯的質量，正負極片的制備主要包括制漿工藝、涂膜工藝、干燥壓光等工藝過程。至今我國已成為僅次于日本的鋰離子電池生產大國，但遠非強國。 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 35 動力類鋰離子電池模組技改 項目可行性研究報告 項目實施前景 （ 1）行業(yè)發(fā)展趨勢及產品市場容量 在動力電池模組領域，現占主導地位的是鉛酸電池。充電式電動工具電池市場最初是由鎳鎘電池、鎳氫電池占據主要市場份額，但隨著鋰離子電池正負極材料的改進和鋰動力電芯的成品率不斷提高造成的成本持續(xù)下降，鋰離子電池模組越來越受到電動工具廠商的重注，市場份額正在快速增加。 ②電動自行車市場 在全球范圍內，電動自行車憑借輕便、省力、使用成本低等優(yōu)點，對傳統(tǒng)自行車與摩托車形成替代，銷量持續(xù)上升。 資料來源：《鋰電未來，技術先行》 國海證券研究所 20xx1222 由于價格因素，國內電動自行車 90%采用鉛酸電池， 8%采用鎳氫電池，鋰離子及其它電池只有 2%左右。 按 20xx 年我國 20%的電動自行車新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 37 使用鋰離子電池來預計，電動自行車市場將帶來 （吉瓦）的鋰離子電池需求量，市場容量約 130 億元左右。在半導體技術的發(fā)展推動下，在快速處理計算、高精度模數轉換和無線網絡技術進步的帶動下，醫(yī)療電子產品的便攜式和小型化成為現實。 （ 3）主要競爭對手 本項目動力類鋰離子動力電池模組產品的主要競爭對手包括比亞迪、德賽電池、光宇等，在研發(fā)、產品設計能力、產品質量等方面與競爭對手基本相當，但產品產能及生產規(guī)模等方面存在不足。我國也相應制定了《電子信息產品污染防治管理辦法》并于 20xx年 1月 1日起施行，其中規(guī)定：自 20xx年 7月 1日起，列入電子信息產品污染重點防治目錄中的電子信息產品中不得含有以上 6項及其他有毒有害物質。 20xx年當年動力類鋰離子電池模組即實現銷售收入1,， 20xx年達 1,， 20xx年達到 4,。公司憑借在動力類鋰離子電池模組電源管理系統(tǒng)上的技術優(yōu)勢和在結構件設計生產方面的配套優(yōu)勢，聯合公司多家戰(zhàn)略合作的鋰離子電芯廠商和電子元器件廠商，為動力類電池模組客戶提供定制化的高性價比解決方案與制造服務。 第二類：國內知名廠商，如：德朔、寶時得、金鼎等。 ②針對電動自行車市場 。新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 40 在工業(yè)移動照明、醫(yī)療設備領域，公司與現有客戶如：海洋王、邁瑞、 EXFO等合作數年，配合良好。 （ 4）項目工程建設內容 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 43 本項目新建建筑面積 12,658平方米，其中生產、辦公面積建筑面積 10,232平方米，配套服務性工程建筑面積 2,426平方米。 本項目所需要的能源主要為電力，募投項目實施地電力設施完善，電力供應充足，為募投項目的能源需求提供了可靠的保障。在設備選型時， 公司盡量選用高效、低噪聲設備。深圳市人居環(huán)境委員會就本項目出具審查批復意見，同意本項目建設。 （四）技術中心技改項目 項目實施背景全球能源緊缺已成為制約經濟發(fā)展的重要因素，世界各國對新能源特別是綠 色能源提出了迫切需要。鋰離子電池模組在國家發(fā)改委發(fā)布的《產業(yè)結構調整指導目錄（ 20xx年本）》中第一類：鼓勵類，十六：輕工之 “13. 高技術綠色電池產品制造 ” 的要求。科技部、財政部、國家稅務總局和海關總署聯合發(fā)布的《中國高新技術產品出口目錄（ 20xx）》中，鋰離子電池產品屬于新能源和節(jié)能產品。 公 司在鋰離子電池模組電源管理系統(tǒng)的研發(fā)方面處于國內領先水平。一方面需要持續(xù)對公司的核心優(yōu)勢 “ 鋰離子電池模組電源管理系統(tǒng) ” 持續(xù)投入，保持并不斷提升其作為基礎平臺的競爭力；另一方面公司將繼續(xù)通過研制自動化水平高、質量可控度高的生產線，節(jié)約成本，降低次品率，提升產品性能的一致性。位精密萬用表 5 3 短路追蹤儀 2 4 振動試驗臺 1 5 機械沖擊試驗臺 1 6 恒溫恒濕試驗箱 2 7 冷熱沖擊箱 1 8 跌落測試儀 2 9 鹽霧試驗箱 1 10 電量測試儀 3 11 安全性能檢查儀 3 12 數字絕緣測試表 3 13 高分辨率充放電儀 2 14 電池化成檢測系統(tǒng) 2 15 配套工器具 1 16 精密數字電流計 3 17 35kW 動力電池充電機 3 18 高速多路數據采集器 2 19 數顯電壓表模塊 100 20 NI 綜合性測試儀 2 21 NI 開發(fā)者套件 2 22 500MHz 示波器 2 23 3GHz 頻譜儀 +EMC測試插件 1 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 47 24 精密 RCL 數字電橋 1 25 32 路溫度場分析儀 1 26 遠程紅外溫度測試儀 3 27 102MHz 功率函數信號源 2 28 任意波形發(fā)生器 2 29 轉速儀 1 30 逆變式測功機 1 31 MCU 仿真系統(tǒng) 3 32 數據調校系統(tǒng) 2 33 MCU 批量燒錄設備 3 34 300V200A 充放電測試設備 3 35 60V40A 充放電測試設備 3 36 60V80A 充放電測試設備 3 37 直流穩(wěn)壓電源 30V 10A 3 38 動力電池性能檢測設備 1 合計 177 注：主要設備指研發(fā)及檢測設備，不包括公用工程投資的設備。 技術中心未來主要的研發(fā)計劃 公司的技術中心將為公司成為 “ 世界一流的鋰離子電池模組解決方案和產品提供商 ” 提供堅實的技術支持。這項技術的開發(fā)將進一步提高公司在鋰離子電池模組制造工藝方面的競爭力，保持公司在鋰離子電池模組制造工藝上的國內領先水平。結合公司獲得的深圳市重大產業(yè)技術攻關項目 “ 電動汽車用鋰離子動力電池組的電源管理系統(tǒng)研發(fā)及產業(yè)化 ” ，公司擬在電動汽車電池模組的電源管理系統(tǒng)的電池模組充電容量 (SOC)估算、高精度電壓采集模 塊、充放電階段電池模組內各電芯電壓均衡的實現等方面進行研發(fā)并形成專利。 ②自動化設備的持續(xù)開發(fā)：降低成本，提高產能，提升產品一致性 、配對設備 為充分保證鋰離子電池模組內部各電芯的一致性水平和品質狀況，如：電芯容量、內阻、電壓等，需要在電池模組制造前對鋰離子電芯進行分選配對。該自動化裝配設備在國內鋰離子電池模組制造領域處于領先地位。這類設備精度要求高，內部程序復雜，機電一體化程度高，目前只有美國、我國新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 50 臺灣地區(qū)以及國內少數專業(yè)設備廠商有設計制造能力，設備價格高。同時，新興的可再生能源如風能、太陽能等的利用必須依靠大容量儲能電池的儲備和調節(jié)。以上鋰離子儲能電池模組的應用均需要一個安全可靠的電源管理系統(tǒng)做支持。保護啟動后，鋰離子電池模組中的其他未達到滿充或滿放狀態(tài)的鋰離子電芯無法繼續(xù)工作。在該平衡模塊的開發(fā)完成可以大大提高鋰 離子電池模組的使用壽命。公司擬開發(fā)的大功率電池模組平衡模塊能有效解決該問題。 ②大功率電池模組平衡模塊及其集成電路開發(fā) 鋰離子電池模組中多節(jié)電芯串聯使用時，由于目前的鋰離子電芯生產時的一致性較差，導 致鋰離子電池模組存在充放電不平衡的狀況。在小能量應用領域 (電壓： 12V－ 72V，容量 5Ah－ 100Ah)，如：市政設施的風能、太陽能路燈系統(tǒng)、便攜式或可移動式的 UPS 不間斷電源 、小型的風光互補發(fā)電儲能電站等，鋰離子儲能電池模組的應用已經開始。該類設備開發(fā)成 功后可有效降低公司的勞動力成本，提高勞動效率。這些功能使筆記本電腦和手機能更精確地檢測鋰離子電池模組狀態(tài)。此設備的開發(fā)完成后可自動完成分選配對工作，大大提高工作效率，降低此工序約 80%以上的人工成本，使產 品品質得到了充分的保障。公司正在與國際一流的傳感器、執(zhí)行部件供應商和汽車制造廠商合作，并利用公司作為 “ 先進電池與材料省部產學研創(chuàng)新聯盟 ” 創(chuàng)立單位的優(yōu)勢，積極開展與清華大學深圳研究生院、西北工業(yè)大學以及國內外專家、學者的合作，從而保證該項目開發(fā)上的高起點、嚴要求，并能夠快速進入汽車廠的車型開發(fā)系 統(tǒng)。鋰離子電動汽車最關鍵的部分在于其鋰離子電池模組部分，而其鋰離子電池模組安全、可靠工作的關鍵在于智能化電源管理系統(tǒng)(BMS)的支持。 新型鋰離子動力電池生產建設項目可行性研究報告 48 （ 1）技術中心近期工作計劃 技術中心除針對 “ 手機數碼類鋰離子電池模組技改項目 ” 、 “ 筆記本電腦類鋰離子電池模組技改項目 ” 和 “ 動力類鋰離子電池模組技改項目 ” 三個募投項目在建設期間所需工藝、技術、新自動化設備的開發(fā)進行研究外，還將配合生產部門進行新舊生產線的建設、調試與升級。 該項目不對周圍環(huán)境產生污染。這將為公司新增加的產品線提供有力的技術支持，為公司可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。此外公司還積極參與國家標準《便攜式電子產品用鋰離子電池安全要求》的起草工作。 20xx年，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《汽車產業(yè)技術進步和技術改造投資方向（ 20xx年 — 20xx年）》中明確 “ 先進動力電池系統(tǒng) ”與 “ 電池管理系統(tǒng) ” 為鼓勵的投資方向。 “ 鋰離 子電池 ” 被列入科學技術部、對外貿易經濟合作部、財政部、國家稅務總局、海關總署聯合頒布的 20xx年版《中國高新技術產品目錄》。新型綠色環(huán)保電池技術已經在國際上被公認為