【正文】
: 第一 ( 2) 產(chǎn)品技術(shù)性能優(yōu)勢(shì) 以前關(guān)于硅作為鋰電池負(fù)極的研究表明,無(wú)定形態(tài)硅不論是在儲(chǔ)鋰容量還是循環(huán)壽命上都比晶態(tài)硅優(yōu)越很多 , 目前世界上雖然有很多研究組都在致力于納米硅作為鋰電池負(fù)極的研 究,但是他們大都使用晶體形態(tài)的納米硅,所得到的儲(chǔ)鋰容量以及循環(huán)壽命都不及我們的無(wú)定形納米硅線的性能優(yōu)越。此項(xiàng)科研成果已經(jīng)發(fā)表在世界知名納米科技學(xué)術(shù)期刊《 Nano Letters》上,其美國(guó)專利《 CrystallineAmorphous CoreShell Silicon Nanowires as Battery Electrodes》的申請(qǐng)正在審核過(guò)程中,有望在年內(nèi)獲得授權(quán)。 (三) 市場(chǎng)定位: 申報(bào)單位的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) ( 1)技術(shù) 和研發(fā)基礎(chǔ) 優(yōu)勢(shì) 本項(xiàng)目所使用的技術(shù) 源于 美國(guó) 斯坦福大學(xué)崔立峰博士所在的科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)三 年時(shí)間的研發(fā)成果 , 由本公司研發(fā)團(tuán)隊(duì) 進(jìn)行了創(chuàng)新性研發(fā)與產(chǎn)品化實(shí)現(xiàn)。為滿足市場(chǎng)需求,大連太陽(yáng)集團(tuán)、天津巴莫科技、北京中信國(guó)安等鈷酸鋰、錳酸鋰生產(chǎn)廠家不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,總產(chǎn)能已超過(guò) 8000 噸,但仍有 1 萬(wàn)多噸市場(chǎng)缺口不能滿足。以比亞迪的 F3DM 電動(dòng)汽車為例,一輛汽車所需要的鋰電池材料就相當(dāng)于 4000 臺(tái)筆記本電腦的用量。 (二)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛,目前在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具、數(shù)碼相機(jī)、音頻設(shè)備和游戲機(jī)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用,手機(jī)市場(chǎng)和手提電腦市場(chǎng)一直是鋰離子電池的最主要市場(chǎng),這一趨勢(shì)在短期內(nèi)仍然不會(huì)改變。同時(shí)依托美國(guó)斯坦 福大學(xué),復(fù)旦大學(xué)組建的科研團(tuán)隊(duì)具有一流的研發(fā)能力,都為產(chǎn)品 5 的不斷改進(jìn)升級(jí),提供了強(qiáng)大的智力保障和技術(shù)支持。據(jù)中國(guó)電子報(bào)的最新 統(tǒng)計(jì),中國(guó)的 UPS 市場(chǎng)規(guī)模在 50至 100 億元。 ② 中國(guó)電動(dòng)自行車 用鋰電池 市場(chǎng) 目前, 電動(dòng)自行車的鋰動(dòng)力電池技術(shù)開發(fā)已經(jīng)成熟,正處于產(chǎn)業(yè)化的前夜 ,根據(jù)分析顯示:中國(guó)有 4 億的自行車擁有量,這 4 億 的自行車客戶 如果 只有 2%的人能夠換成電動(dòng)自行車就需要 24 億瓦時(shí)電池能量 ; 如果每顆高容量大型鋰離子電池的能量是 10 安時(shí)( 36 瓦時(shí)),共需要 6700 萬(wàn)顆電池。目前電動(dòng)車用電池多數(shù)仍停留在價(jià)格相對(duì)便宜的鉛酸電池等傳統(tǒng)產(chǎn)品上,但隨著技術(shù)突破和生產(chǎn)成本有效控制,鋰電池和鎳氫電池質(zhì)輕、續(xù)航里程長(zhǎng)以及 高能量密度和輸出功率的優(yōu)勢(shì)逐漸浮現(xiàn),長(zhǎng)期來(lái)看將成為發(fā)展主流。日前,中、美發(fā)布的《聯(lián)合聲明》稱,雙方將啟動(dòng)中、美電動(dòng)汽車倡議,使兩國(guó)在未來(lái)數(shù)年有幾百萬(wàn) 輛電動(dòng)汽車投入使用。 ① 汽車用鋰電池市場(chǎng) 由于環(huán)保汽 車在全球范圍內(nèi)受到追捧,混合動(dòng)力車及電動(dòng)汽車走俏,今后幾年,車用鋰電池市場(chǎng)將迅速擴(kuò)大。 從市場(chǎng)結(jié)構(gòu)看,中國(guó)電池新材料市場(chǎng)主要以鋰電池材料和太陽(yáng)能電池材料為主。在鋰電池材料細(xì)分市場(chǎng),由于價(jià)格的下降,造成鋰電池部分材料銷售額的下降。 從市場(chǎng)規(guī)模看, 20xx 年全球電池新材料市場(chǎng)規(guī)模為 億美元, 20xx 年達(dá)到 億美元, 20xx~ 20xx 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 %。在鋰電池、太陽(yáng)能電池、燃料電池市場(chǎng)增長(zhǎng)的強(qiáng)勁帶動(dòng)下,全球電池新材料市場(chǎng)穩(wěn)步成長(zhǎng)。20xx 年銷售額為 億美元,但由于價(jià)格的波動(dòng), 20xx年降為 億美元,之后有所上升, 20xx 年達(dá)到 億美元, 20xx~ 20xx 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 %。從市場(chǎng)規(guī)??矗?20xx 年達(dá)到 億, 20xx~ 20xx 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 %。 本項(xiàng)目“納米硅線大功率動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料” 是針對(duì)研發(fā)制造高功率單體動(dòng)力鋰電池而配套的關(guān)鍵材料, 對(duì)于研發(fā)生產(chǎn) 高功率單體動(dòng)力鋰電池具有舉足輕重的作用, 目標(biāo)市場(chǎng)主要在于高端動(dòng)力鋰電池,主要適用于 現(xiàn)有市場(chǎng)比如混合動(dòng)力車,純電力汽車, UPS 等 產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)需求,這些潛在的發(fā)展市場(chǎng), 已經(jīng)為本項(xiàng)目提供了足夠的市場(chǎng)空間。 為應(yīng)對(duì)減排和石油資源日漸匱乏的雙重壓力,大多數(shù)國(guó)家都將發(fā)展新能源汽車視做振興本國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)和節(jié)能減排的最重要途徑,而減排壓力最大的中、美兩國(guó)成為推動(dòng)新能源汽車發(fā)展的旗手。 現(xiàn)在全球電動(dòng)車電池技術(shù)發(fā)展有兩大方向:一是從現(xiàn)有的二次電池加以改良,另一則是開發(fā)新的燃料電池。本項(xiàng)目研發(fā)、生產(chǎn)的主打產(chǎn)品就是混合動(dòng)力汽車專用動(dòng)力鋰電池 的負(fù)極材料 , 從上述對(duì)汽車鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)容量就可以看出, 本項(xiàng)目所研發(fā)的“納米硅線大功率動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料”在新能源汽車上將具有廣闊的市場(chǎng)。各種網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行,必須要有可靠的無(wú)間斷電源系統(tǒng)作保障。但是我們所生產(chǎn)的負(fù)極材料價(jià)格只是傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料 2 倍,具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 ,在服務(wù)方面,我們企業(yè)對(duì)于研發(fā)的投入巨大,建有占地 40 畝,建筑面積 萬(wàn)平方的研發(fā)中心,研發(fā)儀器設(shè)備投入高達(dá)近千萬(wàn)元人民幣。許多中國(guó)企業(yè)已經(jīng)加大了各種資源的投入,例如增加自動(dòng)化或者半自動(dòng)化設(shè)備,生產(chǎn)模式由勞動(dòng)密集型向半自動(dòng)化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)型,開發(fā)自主創(chuàng)新的工藝技術(shù),進(jìn)一步完善質(zhì)量體系,通過(guò)提升產(chǎn)品 品質(zhì)和勞動(dòng)生產(chǎn)率,向高端市場(chǎng)和高端產(chǎn)品發(fā)展,已經(jīng)成為當(dāng)今中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。目前對(duì)于鋰電池的需求預(yù)測(cè)各不相同,主要在于電動(dòng)汽車的發(fā)展速度存在爭(zhēng)議,但可以肯定的是,未來(lái)電動(dòng)汽車對(duì)于電子材料的需求,將超越手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)工具,成為推動(dòng)電池材料需求的主要因素。 6 在當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期(至少 10 年),鋰離子電池最大的市場(chǎng)需求來(lái)自為 IT 產(chǎn)業(yè)提供配套(手機(jī) %, 筆記本電腦 %,其他 %)目前我國(guó)普通手機(jī)用低端方形鋰離子電池 已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)銷平衡,但還不能批量生產(chǎn)用于筆記本電腦、攝像機(jī)和第三代移動(dòng)通訊設(shè)備等的高檔鋰離子電池,鋰離子電池負(fù) 極材料已成為制約我國(guó)高性能鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。同時(shí),作為一種新型替代能源,大功率動(dòng)力鋰電池的商業(yè)化應(yīng)用必將創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 7 該項(xiàng)目 前期 所牽涉的所有的實(shí)驗(yàn)均在斯坦福大學(xué)材料工程系的材料合成實(shí)驗(yàn)室和鋰電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)室完成,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室擁有世界頂尖的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和科研人員以及深厚的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人崔立峰博士 已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)論文 1.“ CrystallineAmorphous CoreShell Silicon Nanowires for High Capacity and High Current Battery Electrodes” , L. F. Cui, C. K. Chan, R. Ruffo, H. Peng, and Y. Cui Nano Lett., in press, 20xx. IF= 2.“ Probing the Electronic and Structural Properties of Doped Aluminum Clusters: MAl12 (M = Li, Cu, and Au)” R. Pal, L. F. Cui, S. Bulusu, H. J. Zhai, L. S. Wang, and X. C. Zeng J. Chem. Phys. 128, 02430518 (20xx). IF= 3.“ Stable Icosahedral Hollow Cage Clusters: Stannaspherene (Sn122– ) and Plumbaspherene (Pb122– )” , L. F. Cui and L. S. Wang, Int. Rev. Phys. Chem. 27, 139166 (20xx) .IF= 4. “ Photoelectron Spectroscopic and Computational Studies of Sodium Auride Clusters Na nAun (n = 1– 3)” , L. F. Cui, X. Li, L. S. Wang, Y. C. Lin, and D. Sundholm, J. Phys. Chem. A, 111, 75557561 (20xx) .IF= 5.“ Evolution of electronic properties of Snn (n = 4 – 45) clusters by photoelectron spectroscopy” , L. F. Cui, L. M. Wang, and L. S. Wang, J. Chem. Phys., 126, 064505 (20xx) .IF= 6.“ Endohedral Stannaspherenes (MSn12): A Rich Class of Stable 8 Molecular Cage Clusters” , L. F. Cui, X. Huang, L. M. Wang, J. Li, and L. S. Wang, Angew. Chem. Int. Ed., 46, 742745 (20xx) .IF= 7.“ Pb122: Plumbaspherene” , L. F. Cui, X. Huang, L. M. Wang, J. Li, and L. S. Wang, . Chem. A,110, 1016910172 (20xx) (Featured on cover) .IF= 8. “ Sn122: Stannaspherene” , L. F. Cui, X. Huang, L. M. Wang, D. Y. Zubarev, A. I. Boldyrev, J. Li, and L. S. Wang, J. Am. Chem. Soc. , 128, 83908391 (20xx) IF= 9.“ Photoelectron Spectroscopy of AlnD2 (n = 315): Observation of Chemisorption and Physisorption of DiDeuterium on Aluminum Cluster Anions” , L. F. Cui, X. Li, and L. S. Wang, J. Chem. Phys., 124, 05430815 (20xx) IF= 10.“ On the Structure and Chemical Bonding of Si62 and Si62 in NaSi6 upon Na+ Coordination” , D. Y. Zubarev, A. N. Alexandrova, A. I. Boldyrev, L. F. Cui, X. Li, and L. S. Wang, J. Chem. Phys., 124, 124305113 (20xx) 11. “ Experimental and Computational Studies of AlkaliMetal CoinageMetal Clusters” , Y. C. Lin, D. Sundholm, J, Juselius, L. F. Cui, X. Li, H. J. Zhai and L. S. Wang, J. Phys. Chem. A, 110, 42444250 (20xx) 12.“ Structural Evolution of Anionic Silicon Clusters Sin (20 ≤ n ≤ 45)” , J. Bai, L. F. Cui, J. Wang, S. Yoo, X. Li, J. Jellinek, C. Koehler, T. Frauenheim, L. S. Wang and X. C. Zeng, J. Phys. Chem. A, 110, 908912 (20xx) 13.“ Magic Properties in TransitionMetalDoped Gold Clusters: MAu6 (M = Ti , V , Cr)” , X. Li, B. Kiran, L. F. Cui, and L. S. Wang, Phys. Rev. Lett. 95, 253401, 14 (20xx) 14. “ Chemical Bonding in Si52 and NaSi5 via Photoelectron Spectroscopy and ab Initio Calculations” , D. Yu. Zubarev, A. I. Boldyrev, X. Li, L. F. Cui and L. S. Wang, J. Phys. Chem. A, 109, 1138511394 (20xx) 15.“ Electronic and Structural Evolution and Chemical Bonding in 9 Ditungsten Oxide Clusters:W2On and W2On (n= 16)” , H. J. Zhai, X. Huang, L. F. Cui, X. Li, J. Li, and L. S. Wang, J. Phys. Chem. A, 109, 60196030 (20xx). 16.“ Electronic Structure and Chemical Bonding in MOn and MOn Clusters (M = Mo, W。利用該技術(shù)所生產(chǎn)的納米硅線負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰容量是傳統(tǒng)碳材質(zhì)的 10 倍,循環(huán)壽命達(dá)到碳的 45倍。 ② 性價(jià)比高 本項(xiàng)目使用一種相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝來(lái)合成無(wú)定形納米硅線,所得到