【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）主要研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目研究開發(fā)內(nèi)容為大容量高功率聚合物L(fēng)iFePO4動(dòng)力電池的開發(fā)和產(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(dòng)力電池的跨越，目的是開發(fā)4060 Ah電動(dòng)汽車用大容量高功率聚合物L(fēng)iFePO4動(dòng)力電池。本項(xiàng)目所用正極材料為自主開發(fā)的高性能LiFePO4正極材料合成技術(shù)處理的正極材料,通過(guò)對(duì)其進(jìn)一步改性研究,使其適合于大容量高功率聚合物動(dòng)力電池體系。（二）擬解決的關(guān)鍵技術(shù)擬解決的技術(shù)難點(diǎn)： （1） 開發(fā)新型容量為4060 Ah電動(dòng)汽車用大容量高功率聚合物L(fēng)iFePO4動(dòng)力電池體系。（2） 目標(biāo)電池的規(guī)格和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其質(zhì)量和尺寸盡可能小。（3） 研究適合于所開發(fā)的聚合物L(fēng)iFePO4動(dòng)力電池的正極配方、漿料的制備工藝和涂布技術(shù)。（4） 通過(guò)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，解決大容量高功率動(dòng)力電池的安全性問(wèn)題（5） 解決大容量高功率動(dòng)力電池性能不一致，性能不穩(wěn)定問(wèn)題。（6） 篩選與大容量高功率LiFePO4聚合物動(dòng)力電池相匹配的負(fù)極、隔膜、電解液以及相關(guān)的最佳工藝條件。（三）擬采用的方法、技術(shù)路線以及工藝流程項(xiàng)目采取的研究方法如下：（1）對(duì)前期合成的高性能磷酸鐵鋰正極材料進(jìn)行改性，使其適合于大容量高功率聚合物動(dòng)力電池體系。（2）電池規(guī)格和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)電池容量以及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)設(shè)置電池的型號(hào)、電極工藝、電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電池正極、負(fù)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、漿料的制備工藝和涂布技術(shù)。（3）項(xiàng)目所需設(shè)備規(guī)劃：利用東莞市某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)線及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備；某大學(xué)承諾提供的相關(guān)設(shè)備儀器。研發(fā)過(guò)程中購(gòu)置的新設(shè)備。（4）材料的選取：篩選與大功率高容量LiFePO4聚合物動(dòng)力電池相匹配的負(fù)極、隔膜、電解液、極耳、鋁塑膜等原材料以及相關(guān)的最佳工藝條件。（5）實(shí)驗(yàn)研發(fā)：根據(jù)電池規(guī)格和各個(gè)組成部分的制備工藝參數(shù)以及所選取的原材料進(jìn)行初期實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品按預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電化學(xué)性能和安全性測(cè)試，特別是檢驗(yàn)大容量高功率動(dòng)力電池性能是否一致、穩(wěn)定。（6）初期實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié)：評(píng)價(jià)初期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)初期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期目標(biāo)之間的差距，分析電池結(jié)構(gòu)、原材料匹配性以及電池制備工藝對(duì)電池性能的影響，從而找出主要影響因素并進(jìn)行調(diào)整和變革，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直到達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。（7）小試生產(chǎn)：實(shí)驗(yàn)研發(fā)樣品電化學(xué)性能、安全性和一致性達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)后，可進(jìn)行小試生產(chǎn)。按預(yù)期目標(biāo)對(duì)小試產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，同時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。如果小試產(chǎn)品性能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，就可進(jìn)行中試生產(chǎn)；如果達(dá)不到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，找出影響產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)研發(fā)到小試生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，然后進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，最后使小試產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。建立研究技術(shù)及電池生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，明確各種因素對(duì)電池性能產(chǎn)生的影響。（8）中試生產(chǎn)：在小試生產(chǎn)成功的基礎(chǔ)上，進(jìn)行中試生產(chǎn)，檢驗(yàn)中試產(chǎn)品是否到達(dá)預(yù)期目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)中試產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測(cè)，分析各種因素對(duì)產(chǎn)品性能所產(chǎn)生的影響，建立產(chǎn)品制造技術(shù)和工藝標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。尋求最佳技術(shù)及工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的改進(jìn)。（9）產(chǎn)業(yè)化：產(chǎn)業(yè)化是本項(xiàng)目開發(fā)的根本目的，在中試產(chǎn)品符合預(yù)期目標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品性能對(duì)現(xiàn)有的工裝設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整、改進(jìn)、更換，制定生產(chǎn)工藝，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化小規(guī)模試產(chǎn)，分析產(chǎn)品性能。若產(chǎn)品性能和目標(biāo)性能不吻合，則根據(jù)已有數(shù)據(jù)庫(kù)和已有的聚合物鋰離子電池生產(chǎn)工藝對(duì)工藝或者設(shè)備重新修訂和選擇，直至產(chǎn)品性能達(dá)到 目標(biāo)性能為止。建立產(chǎn)業(yè)化實(shí)施技術(shù)、工藝、設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。（10）標(biāo)準(zhǔn)制定：根據(jù)研究、小試、中試、產(chǎn)業(yè)化實(shí)施積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合物動(dòng)力型鋰離子電池制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程嚴(yán)格按照上述規(guī)劃開展研究開發(fā)工作，對(duì)在具體實(shí)施過(guò)程中所產(chǎn)生的意外情況將會(huì)由項(xiàng)目實(shí)施各方聯(lián)合制定出解決方案，報(bào)送立項(xiàng)單位審核、備案，以期解決，降低項(xiàng)目所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。（四）項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新突破點(diǎn)（1） 首次把 LiFePO4 應(yīng)用于聚合物動(dòng)力電池體系中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。 （2） 所開發(fā)的新型LiFePO4聚合物動(dòng)力電池同時(shí)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(dòng)力電池應(yīng)用于電動(dòng)車體系，可以解決電動(dòng)車起步難，上坡慢的問(wèn)題。 （4） 利用聚合物電池安全性能好的特點(diǎn)使LiFePO4聚合物動(dòng)力電池安全性進(jìn)一步得以保障。（五）項(xiàng)目完成后預(yù)期實(shí)現(xiàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)和提升作用（1）預(yù)期達(dá)到的技術(shù)目標(biāo)：（1）新型容量為4060 Ah LiFePO4聚合物動(dòng)力電池常溫10C放電容量大于1C放電容量的90%，電池循環(huán)壽命≥2000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：?jiǎn)喂?jié)電池過(guò)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）電池的一致性：分容后容量相差不大于2%, 電池的內(nèi)阻相差不大于2mΩ。（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(jì)指標(biāo)/效益分析:以容量為50Ah單體電池為基礎(chǔ)核算效益如下。項(xiàng)目完成后形成年產(chǎn)能大于3000萬(wàn)Ah，則年產(chǎn)量為：60萬(wàn)只（工作日按一年300天計(jì)算），則日產(chǎn)量為2000只，每只電池成本：，每只預(yù)計(jì)售價(jià)450元人民幣。具體計(jì)算如下。（1）銷售收入則全年銷售收入：60450＝27000（萬(wàn)元）。（2）直接成本分析：1）；按不良率5%計(jì)算，：原材料清單單價(jià)年耗量消耗金額（萬(wàn)元）銅箔鋁箔560PVDF18萬(wàn)元/t正極材料15萬(wàn)元/t負(fù)極材料7萬(wàn)元/tNMP導(dǎo)電添加劑3萬(wàn)元/t6. 6t粘結(jié)劑1萬(wàn)元/t隔膜11元/m2 4893750m2聚合物電解液10萬(wàn)元/t極耳120萬(wàn)只鋁塑膜43元/m22531250m2其它總計(jì)（3）直接費(fèi)用：；具體測(cè)算如下：1）水電費(fèi)：每萬(wàn)只磷酸鐵鋰動(dòng)力電池能耗15000度，；2）折舊費(fèi)：，機(jī)器設(shè)備和電子類綜合折舊年限按8年。3）車間維修費(fèi)：，；4）工資福利費(fèi)：實(shí)行按只計(jì)酬，（含勞動(dòng)保險(xiǎn)費(fèi)、福利費(fèi)等）。（4）期間費(fèi)用：；具體測(cè)算如下：1）管理費(fèi)用（包括辦公費(fèi)用、管理人員工資等）按銷售收入3%即則全年為：3%=；2）產(chǎn)品銷售費(fèi)用：按銷售收入5%即則全年為：5%=；3）不可預(yù)見費(fèi)用：按銷售收入2%即則全年為：2%=；（5）稅收分析：；具體測(cè)算如下：1）增值稅：全年應(yīng)繳增值稅（）/=；2）城建稅：全年應(yīng)繳城建稅=7%=；3）教育費(fèi)附加：全年應(yīng)繳教育費(fèi)附加=3%=；4）堤防維護(hù)費(fèi)：全年應(yīng)繳堤防維護(hù)費(fèi)=%=；（6）利潤(rùn)分析：1）利潤(rùn)總額=主營(yíng)業(yè)務(wù)收入直接成本直接費(fèi)用期間費(fèi)用稅金及附加 ==2）應(yīng)繳企業(yè)所得稅=利潤(rùn)總額所得稅率=*15%=；3）凈利潤(rùn)=利潤(rùn)總額所得稅==通過(guò)以上分析可得，，%。以450元/只（50Ah），則平均單位價(jià)格為：9元/Ah。若控制電池成本低于3元/Wh。由于項(xiàng)目產(chǎn)品銷售單價(jià)為9元/Ah＜,故可知項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)濟(jì)指標(biāo)能夠滿足項(xiàng)目立項(xiàng)要求。有上述分析可知，項(xiàng)目的實(shí)施具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)能夠滿足相關(guān)行業(yè)對(duì)于產(chǎn)品作為關(guān)鍵零部件配套的成本控制目標(biāo)，項(xiàng)目立項(xiàng)實(shí)施意義重大。（3）社會(huì)效益/產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)提升作用分析：電動(dòng)汽車用高性能動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵性制約因素，其技術(shù)性能指標(biāo)的穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，技術(shù)瓶頸的有效解決，將有效提高電動(dòng)汽車整車性能，有效降低電動(dòng)汽車制造成本，從而是電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化之路創(chuàng)造有力條件。本項(xiàng)目實(shí)施完成將很好解決電動(dòng)汽車發(fā)展的制約性因素，優(yōu)質(zhì)動(dòng)力電池的有力支撐將對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展帶來(lái)極大帶動(dòng)作用，不僅如此，該電池良好的性能對(duì)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)、帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)發(fā)展、增加就業(yè)和政府稅收方面將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。