【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 國(guó)內(nèi)電網(wǎng)實(shí)際的需求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于華東電網(wǎng)。由此分析可見(jiàn)，市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能電站的需求是及其龐大的。 市場(chǎng)商機(jī)無(wú)限“無(wú)釹稀土系（寬溫區(qū)）**動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”除自身直接行業(yè)市場(chǎng)能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益外，其衍生的、大于自身行業(yè)市場(chǎng)幾倍的下游產(chǎn)品潛在市場(chǎng)，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，還是從社會(huì)效益預(yù)測(cè)，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大得多。從收集查閱的資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有家庭轎車(chē)5000萬(wàn)臺(tái)，城市公交汽車(chē)180萬(wàn)余輛，加上其它車(chē)輛，其新能源需求引起連鎖市場(chǎng)效應(yīng)之巨大。若將全國(guó)大中城市現(xiàn)行使用汽油的公交車(chē)換代改為**動(dòng)力綠色環(huán)保公交車(chē)，按年配套18萬(wàn)輛計(jì)算，其需求市場(chǎng)周期達(dá)10余年；德國(guó)生產(chǎn)的純動(dòng)力城市公交車(chē)每輛售價(jià)為180萬(wàn)美元（折合人民幣1300余萬(wàn)元），仍為市場(chǎng)看好。現(xiàn)按每輛公交車(chē)配置20萬(wàn)元的純動(dòng)力電池裝置計(jì)算，每年**動(dòng)力電池的市場(chǎng)價(jià)值約為360億元人民幣。若生產(chǎn)以（寬溫區(qū)）**動(dòng)力電池為配套能源的油田、井下、礦山等特殊行業(yè)使用的機(jī)械設(shè)備、儀器、儀表等機(jī)械產(chǎn)品，按目前市場(chǎng)需求的十分之一預(yù)測(cè)，每年可占領(lǐng)的需求市場(chǎng)的價(jià)值也達(dá)10余億人民幣。若采用核心技術(shù)與他人合作生產(chǎn)配套機(jī)械產(chǎn)品，每年潛在的下游產(chǎn)品市場(chǎng)也可為企業(yè)增收數(shù)億元的利潤(rùn)。據(jù)2008年元月11日?qǐng)?bào)道，日本研發(fā)的一種動(dòng)力電池家用轎車(chē)?yán)m(xù)行能力僅為100公里以?xún)?nèi)，車(chē)速為80公里／小時(shí)，價(jià)格十分昂貴。而將本項(xiàng)目產(chǎn)品“無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池”裝配在家用轎車(chē)上，其續(xù)行能力達(dá)到500公里以上，車(chē)速達(dá)到120~250公里／小時(shí)，其合理的價(jià)格也會(huì)為國(guó)人所青睞。本公司提供的蜀都牌CDK6122純電動(dòng)城市客車(chē)的動(dòng)力電池，已上工信部目錄（詳見(jiàn)工信部2012年第17號(hào)公告），并在**成都市公交主干線(xiàn)上運(yùn)行。從產(chǎn)品的安全性能上講，**動(dòng)力電池安全性能優(yōu)于鋰電池。因此，本項(xiàng)目技術(shù)的下游產(chǎn)品在國(guó)際具有同樣市場(chǎng)與很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。第四章 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案的選擇無(wú)釹稀土系（寬溫區(qū)）**動(dòng)力電池技術(shù)是以“無(wú)釹稀土系（AB5型電極）貯氫合金及無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池”所構(gòu)成全部獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)為支撐。**有限公司在和**大學(xué)共同完成項(xiàng)目放大性試驗(yàn)即工業(yè)化生產(chǎn)的過(guò)程中，對(duì)技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性以及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化認(rèn)可生產(chǎn)性進(jìn)行了多次驗(yàn)證，所得產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)經(jīng)第三方測(cè)試和進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，均超過(guò)了科研成果鑒定水平。因此，產(chǎn)品定位：——滿(mǎn)足特殊行業(yè)的需求。特殊行業(yè)包括石油、礦山、鐵路、地質(zhì)、水下、冰上、雪地以及極地科考等。進(jìn)行這些領(lǐng)域的無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池在執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，同時(shí)執(zhí)行各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地滿(mǎn)足顧客需求?！獮橛碗姟怆?、電電、混合動(dòng)力車(chē)提供能源保證。我國(guó)幅員遼闊、資源分布差異較大，在執(zhí)行國(guó)家減少石油用量的積極能源政策下，各地均會(huì)因地制宜，有的地方可能是燃油和無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池配套，有的地方可能是壓縮天然氣和無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池配套，還有的地方可能是燃料電池和無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池配套?！獙?shí)行多規(guī)格，多型號(hào)的生產(chǎn)。在我國(guó)的西北、華北、東北的邊遠(yuǎn)地區(qū)，常年處在低溫條件下生產(chǎn)和生活，一般的**電池進(jìn)入這些領(lǐng)域，一是放不出電；二是只能放出額定容量的很少一部分。目前國(guó)內(nèi)**電池的制造水平為18℃可以放出額定容量的50～70%，30℃基本放不出，給常年生活在這些地區(qū)的人們帶來(lái)了生活和生產(chǎn)上的極大困難。而無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池可以實(shí)現(xiàn)在30℃的條件充電，飽和度達(dá)100%。為了滿(mǎn)足不同環(huán)境的需求，有必要實(shí)現(xiàn)多規(guī)模、多型號(hào)的生產(chǎn)。 生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)按照公司擬定的“無(wú)釹稀土系（寬溫區(qū)）**動(dòng)力電池”產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目生產(chǎn)目標(biāo)，年產(chǎn)8億Ah寬溫區(qū)**動(dòng)力電池，需建設(shè)生產(chǎn)線(xiàn)10條，安裝公共設(shè)備與準(zhǔn)備設(shè)備339臺(tái)，正負(fù)極生產(chǎn)設(shè)備726臺(tái)，裝配、化成及組合設(shè)備1181臺(tái)，機(jī)械加工及化檢（測(cè)）儀器設(shè)備153臺(tái)（套），生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力為：年產(chǎn)寬溫區(qū)**動(dòng)力單體和組合電池3億Ah，大容量電池組5億Ah（詳見(jiàn)下表）。 電池產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)與產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域 表4名稱(chēng)數(shù)量型號(hào)規(guī)格用途范圍D型以下單電池組寒帶區(qū)域人們生活和生產(chǎn)需求，以及極地、冰上、雪地、科考等D型以上到F單電池組組合電池特殊行業(yè)的儀器、儀表和通訊聯(lián)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)等移動(dòng)電源5 億Ah大容量電池組特殊行業(yè)的大型機(jī)器裝備的配套和混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)配套等 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與措施。鑒于國(guó)家對(duì)無(wú)釹稀土系（寬溫區(qū)）無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)尚未正式頒布，產(chǎn)品質(zhì)量在無(wú)特殊要求的情況下執(zhí)行IEC標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)標(biāo)，如進(jìn)入的行業(yè)有特殊要求，以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或用戶(hù)提出的協(xié)商標(biāo)準(zhǔn)制造。（1）按照GJB9001A—2001為要求建立完善的質(zhì)量保證體系，質(zhì)量是企業(yè)的立足之本，發(fā)展之本，是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，事關(guān)企業(yè)的生存與發(fā)展。為此我們將嚴(yán)格按照質(zhì)量管理體系的要求，配置專(zhuān)職質(zhì)量管理人員15人，健全制度，配備齊全質(zhì)檢裝備和儀器。在質(zhì)量活動(dòng)中堅(jiān)持“質(zhì)量為本，精心設(shè)計(jì)，信譽(yù)第一，履行承諾，持續(xù)改進(jìn)，顧客滿(mǎn)意”。(2)按質(zhì)量手冊(cè)的要求以顧客為關(guān)注點(diǎn)，對(duì)供、產(chǎn)、銷(xiāo)進(jìn)行全方位的管理和全過(guò)程的跟蹤。(3)產(chǎn)品裝配車(chē)間采用綠色油漆地面，光亮整潔，既滿(mǎn)足了產(chǎn)品防塵要求（指來(lái)自空氣中的灰塵），又保證了良好的生產(chǎn)環(huán)境。 產(chǎn)品的分析檢驗(yàn)（1）企業(yè)將根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和需方的要求制定出產(chǎn)品測(cè)試的詳細(xì)規(guī)范。（2）從原材料進(jìn)廠(chǎng)到產(chǎn)品出廠(chǎng)以及售后服務(wù)的全過(guò)程均下達(dá)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并建立健全可追溯性的原始記錄。（3）按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定建立實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)室，重要項(xiàng)目邀請(qǐng)第三方或用戶(hù)代表參加測(cè)試。（4）建立故障報(bào)告和持續(xù)改進(jìn)制度，接受顧客對(duì)過(guò)程的監(jiān)督。 測(cè)試項(xiàng)目與測(cè)試方法（1）特殊行業(yè)的產(chǎn)品執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或顧客協(xié)商標(biāo)準(zhǔn)。（2）配套混合動(dòng)力汽車(chē)的無(wú)釹稀土系（寬溫區(qū)）**動(dòng)力電池測(cè)試項(xiàng)目和指標(biāo)如下：表5序號(hào)測(cè)試項(xiàng)目具體指標(biāo)測(cè)試方法1容量規(guī)格80Ah儀器法2比功率600～1000W/公斤儀器法3比能量40～50W/公斤儀器法4最大放電倍率5～20C儀器法5最大充電倍率3～6C儀器法6充放電效率≥95%計(jì)算法7單體電池內(nèi)阻≤～（mΩ）儀器法8單體容量偏差≤5%儀器計(jì)算法9使用溫度范圍－25～60℃儀器法10擱置溫度范圍－40～80℃儀器計(jì)算法11荷電保持能力（常溫28天）≥80%計(jì)算法12安全性通過(guò)行標(biāo)儀器法13使用壽命15萬(wàn)公里儀器計(jì)算法第五章 技術(shù)方案與設(shè)備選型 技術(shù)現(xiàn)狀 國(guó)際技術(shù)現(xiàn)狀以電極合金選擇評(píng)價(jià)，世界上五花八門(mén)。有AB型、AB2型、A2B型、AB5型等，AB型是以鎳鈦為A側(cè)金屬，以鈦、鐵為典型氫化物；AB2型是以鎂為A側(cè)金屬，鎂、鐵典型氫化物；AB5型是以鑭為A側(cè)金屬，鑭、鎳為典型氫化物，還有使用鈣為A側(cè)金屬，而用鈣、鎳，鋯、錳為典型氫化物的技術(shù)方案。目前荷蘭飛利浦公司是鑭、鎳型，以鑭、釹、鎳、鈷、鋁構(gòu)成多元合金，或以鑭、鋁、鎳、鈷、硅構(gòu)成多元合金。日本松下和東芝等公司是以鈰、鎳、錳、釹、鈷、鋁構(gòu)成多元合金，美國(guó)是以鈦、鎳、釩、鈷、鋯、釹構(gòu)成多元合金。從電池的制造技術(shù)上講，目前只有三種技術(shù)路線(xiàn)，一是干法；二是濕法；三是沉降法。從電池工藝講，依據(jù)不同的需求有卷繞式和插片式。卷繞式以單只組合成電池組，插片是直接成為電池組，極板成型工藝上有滾壓和四柱平壓等差異。日本的技術(shù)現(xiàn)狀為容量一致性好，溫度適應(yīng)范圍窄，一般為18℃%，30℃%，容量低，D型電池一般不超過(guò)7Ah。美國(guó)的技術(shù)特點(diǎn)是容量高，AA電池容量可達(dá)到3000mAh。 發(fā)展趨勢(shì)**電池和鋰電比較，除容量上處于劣勢(shì)外，其它方面都處于優(yōu)勢(shì)，一是安全性好；二是價(jià)格便宜；三是溫度適應(yīng)范圍寬等。從二〇〇五年起隨著原材料的漲價(jià)，特別是鎳、鈷的漲價(jià)給**電池的發(fā)展帶來(lái)了致命的沖擊。二〇〇五年以前**電池國(guó)際市場(chǎng)上的遞增基本上超過(guò)15%，二〇〇六年和二〇〇五年比，只增加6%，使得**電池在和鋰電對(duì)比中，失去了部分價(jià)格優(yōu)勢(shì)。目前世界上面對(duì)漲價(jià)帶來(lái)的沖擊，技術(shù)上都在解決這樣五大問(wèn)題，一是減重增容的問(wèn)題，**電池的容量低于鋰電，重量又大于鋰電；二是降低成本，特別是在材料上解決降鎳降鈷和代鎳代鈷已成為了最為熱門(mén)的研發(fā)課題；三是進(jìn)一步提高**電池的一致性，特別是動(dòng)態(tài)一致性的問(wèn)題；四是最大限度地發(fā)揮出物質(zhì)的能量，提高電化學(xué)反應(yīng)容量；五是提高**電池的循環(huán)周期壽命，滿(mǎn)足混合動(dòng)力汽車(chē)及純電動(dòng)汽車(chē)的需求。 工藝技術(shù)方案的選擇從技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)對(duì)**動(dòng)力電池制造技術(shù)路線(xiàn)和生產(chǎn)工藝的闡述中說(shuō)明，“無(wú)釹稀土系（寬溫區(qū)）**動(dòng)力電池”的工藝技術(shù)路線(xiàn)具有先進(jìn)性和可靠性，其科技成果最突出的特點(diǎn)是： 充分利用了中國(guó)的稀土資源將提釹提鐠后的以鑭、鈰為主的稀土資源得以充分利用，鑭、鈰稀土占稀土配份的80%以上，一是資源量大；二是目前沒(méi)有找到合適的應(yīng)用渠道，這為充分利用稀土資源的同時(shí)又擁有了價(jià)格優(yōu)勢(shì)。目前的行情，釹、鐠元素都在24～25萬(wàn)元一噸，而電池級(jí)稀土金屬只有6～7萬(wàn)元一噸。 在材料優(yōu)化上取得了世界性的突破世界各國(guó)在**電池的材料選擇上，釹的含量過(guò)低將不能解決循環(huán)穩(wěn)定性，而鐠又起著激活物質(zhì)活性的功能。本專(zhuān)利技術(shù)在沒(méi)有釹和鐠元素的介入情況下，扼止住了電池在循環(huán)過(guò)程中容量衰減，而且還將壽命提高到了700次以上，是全組份稀土電極貯氫合金材料的兩倍以上。由于優(yōu)化了電池材料配方，寬溫區(qū)**動(dòng)力電池在容量、使用壽命、安全、環(huán)保等方面，與其他電池產(chǎn)品比較，具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)（詳見(jiàn)下表）： “無(wú)釹稀土系寬溫區(qū)**動(dòng)力電池”與其它類(lèi)電池性能參數(shù)比較 表6技術(shù)參數(shù)鎳鎘電池**電池鉛酸電池磷酸鐵鋰電池工作電壓（V）質(zhì)量比能量（Ah/kg）3050508040120體積比能量（Wh/L）15020070210壽命（次）5007004002000環(huán)保有毒無(wú)毒有毒無(wú)毒安全性?xún)?yōu)秀優(yōu)秀良好良好組合性?xún)?yōu)秀優(yōu)秀良好差備注歐美禁止使用、我國(guó)限制使用提倡使用限制使用提倡使用 拓寬了**電池的溫度適應(yīng)范圍解決**電池的低溫問(wèn)題是全世界關(guān)注課題，適應(yīng)溫度范圍的拓寬也等于**電池的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的拓寬。容量低，同時(shí)又帶有嚴(yán)重二次污染的鎳鎘電池難以退出市場(chǎng)的一個(gè)重要原因，就是鎳鎘電池有著較廣的溫度適應(yīng)范圍。無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池工作適應(yīng)溫度已達(dá)到在55℃～70℃的范圍正常工作，這就覆蓋了除部份極地區(qū)域在外的所有地區(qū)和所有行業(yè)。關(guān)于無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池的高溫適應(yīng)范圍進(jìn)一步拓寬的工作，公司正在進(jìn)行，力爭(zhēng)達(dá)到70℃～90℃以上。本項(xiàng)目**動(dòng)力電池產(chǎn)品與一般電池產(chǎn)品相比較，除了共性以外，還具有以下四個(gè)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：一是在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)放電可達(dá)到自身額定電量的五倍（）；二是在40℃低溫情況下放電量達(dá)到90%，其它電池一般都無(wú)法放電；三是一C（1倍率）放電循環(huán)壽命可達(dá)700次以上，其它電池一般只能達(dá)到幾次或十幾次（國(guó)家規(guī)定為300次，實(shí)際上都難以達(dá)到）；四是在40℃低溫情況下大電量放電能保持正常放電，其它電池一般都無(wú)法放電寬溫區(qū)**動(dòng)力電池的電動(dòng)勢(shì)與鎳、鑭電池相同，因此在使用中兩者可以互換。由充電和放電的反應(yīng)式可見(jiàn)，**電池在充放電過(guò)程中并不伴著水的吸收與產(chǎn)生，即電解液濃度不發(fā)生變化，這事與鎳鑭電池不同的地方。下面為**動(dòng)力電池充放電時(shí)工作原理反應(yīng)式：無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池在充放電時(shí)，正極反映與鎘鎳電池相同。充 電Ni（OH）2 ＋OH－ NiOOH+H2O+e－放 電 E+0=。正極過(guò)充電時(shí)，反應(yīng)為：2OH－ O2 ↑+2e－+ H2O正極過(guò)放電時(shí)，反應(yīng)為：2H2O + 2e－ H2 ↑+ 2OH－負(fù)極反應(yīng)為貯氫合金的電化學(xué)吸放氫反應(yīng)：充 電 M + XH2O + xe－ MHX + XOH－放 電 E0=。負(fù)極過(guò)充電時(shí)，反應(yīng)為（2 – 6）式。負(fù)極過(guò)放電時(shí)，反應(yīng)為（2 – 5）式。**電池正常充放電時(shí)的總反應(yīng)為：充 電 M +NIi(OH)2 MH + NiOOH放 電E0 = 。無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池的制造工藝在F型以下，容量在13Ah的制造工藝和目前其它**電池制造工藝基本一樣，100Ah以上的大電池組的制造工藝則有差異，主要是在制片上，將使用四柱干法壓片，以確保物料的均勻性，導(dǎo)電的優(yōu)異性和各參數(shù)的一致性。本產(chǎn)品生產(chǎn)采用： 濕法卷繞工藝采用濕法卷繞工藝制作F型以下的小電池，是因?yàn)檫@一工藝技術(shù)已成熟定型，穩(wěn)定可靠，重新制作的電池容量雖然低于干法10%左右，但電池的綜合性能指標(biāo)優(yōu)良，特別是電池的周期壽命，是干法卷繞工藝的數(shù)倍，一般干卷繞的**電池壽命不足200次，采用濕法卷繞工藝制作無(wú)釹稀土系**動(dòng)力電池，經(jīng)工業(yè)化試生產(chǎn)驗(yàn)證所得產(chǎn)品的循環(huán)周期壽命大于700次，是干法卷繞的三倍以上。濕法卷繞工藝流程圖示：磅秤、合漿機(jī)配 料正極：氫氧化亞鎳、氧化亞鈷 粘接劑等負(fù)極：合金、粘接劑等正極：泡沫鎳 負(fù)極：鋼帶電極制造正極拉漿制備負(fù)極拉漿設(shè)備 正負(fù)極帶極片碾壓扎膜機(jī) 正負(fù)極帶極片剪切 電極分選分條機(jī) 剪切機(jī) 電子枰D型電池負(fù)極也要清粉但不用清粉機(jī) 清 粉超聲波清粉劑（正極用）鎳帶 極片（D型電池負(fù)極也要焊極耳極耳點(diǎn)焊 壓毛刺點(diǎn)焊機(jī) 壓毛刺機(jī)正負(fù)極極耳粘膠帶 隔膜裁剪電解液配劑 氫氧化鉀 凈化水