【正文】 于采用本項(xiàng)目電池的新能源汽車可以實(shí)現(xiàn)零排放，將會(huì)減少碳排放，有利于環(huán)境保護(hù)，具有突出的環(huán)保效應(yīng)。第四章 項(xiàng)目建設(shè)條件分析一、地理位置二、選址環(huán)境條件三、交通運(yùn)輸條件四、基礎(chǔ)設(shè)施條件年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告42五、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件第五章 建設(shè)方案 一、 建設(shè)規(guī)模本項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)年產(chǎn) 8000萬(wàn)安時(shí)的復(fù)合鋰動(dòng)力電池。目前復(fù)合鋰動(dòng)力電池的規(guī)?；a(chǎn)在國(guó)內(nèi)還處于空白，本項(xiàng)目技術(shù)水平處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。本項(xiàng)目總投資 ，固定投資 萬(wàn)元，產(chǎn)值 6億元，利稅 。二、技術(shù)方案 材料選型： 江 西 省 福 斯 特 新 能 源 有 限 公 司年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告43從上圖可以看出，一個(gè)好的鋰離子動(dòng)力電池要做好三個(gè)階段：選對(duì)材料，做好設(shè)計(jì)，不要在設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域之外濫用。對(duì)于用在動(dòng)力領(lǐng)域的鋰離子電池來(lái)說(shuō)：安全性是其首要解決的問(wèn)題，具體包括制造中的安全，運(yùn)輸中的安全和使用中的安全。鋰離子電池的安全問(wèn)題從根源上來(lái)說(shuō)，是因?yàn)殡姵乇旧淼姆€(wěn)定性不高，熱失控的出現(xiàn)導(dǎo)致的。而熱失控的發(fā)生電極材料的熱穩(wěn)定性是最重要的原因之一，提高電極材料的熱穩(wěn)定性也是提高電池安全性的最重要環(huán)節(jié)，但是這里所說(shuō)的電極材料熱穩(wěn)定性不但包括其自身的熱穩(wěn)定性，也要包括其與電解質(zhì)材料相互作用的熱穩(wěn)定性。目前的鋰離子動(dòng)力電池在安全性的正極材料的選型上有諸多選擇，例如錳酸鋰，磷酸鐵鋰等。LiFePO4 由于具有聚陰離子結(jié)構(gòu)，其中的氧原子非常穩(wěn)定，受熱不易釋放，因此不會(huì)引起電解液的劇烈反應(yīng)或燃燒。而其他過(guò)渡金屬氧化物正極材料，受熱或過(guò)充時(shí)容易釋放出氧氣，安全性差。而在過(guò)渡金屬氧化物當(dāng)中，LiMn2O4 在充電態(tài)下以 λMnO2 形式存在，由于它的熱穩(wěn)定性較好，所以這種正極材料也相對(duì)安全性較好。但是由于零含鋰的負(fù)極材料的缺陷性制約了目前動(dòng)力鋰離子安全電池性能的提升。通常負(fù)極材料熱穩(wěn)定性是有其材料結(jié)構(gòu)和充電負(fù)極的活性決定的。特別是石墨來(lái)說(shuō)，負(fù)極與電解液界面的固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的熱穩(wěn)定性更受關(guān)注，而這也通常被認(rèn)為是熱失控發(fā)生的第一步。一般來(lái)說(shuō)零含鋰的負(fù)極材料在應(yīng)用上存在一些弊端： 過(guò)充電時(shí)易析出鋰枝晶，造成電池短路，影響鋰電池的安全。年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告44　 易形成 SEI膜而導(dǎo)致首次充放電效率較低，不可逆容量較大?！?碳材料的平臺(tái)電壓較低(接近于金屬鋰)，并且容易引起電解液的分解,從而帶來(lái)安全隱患。 在鋰離子嵌入、脫出過(guò)程中體積變化較大，循環(huán)穩(wěn)定性差。與碳材料相比，復(fù)合鋰電池的含鋰負(fù)極材料具有明顯的優(yōu)勢(shì)： 它為零應(yīng)變材料，循環(huán)性能好。 放電電壓平穩(wěn)，而且電解液不致發(fā)生分解，提高鋰電池安全性能。 與炭負(fù)極材料相比，復(fù)合鋰負(fù)極具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(為 2 *108cm2/s)，可高倍率充放電等。 復(fù)合鋰負(fù)極的電勢(shì)比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。以含鋰的負(fù)極材料鈦酸鋰為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出的復(fù)合鋰動(dòng)力電池具有突出的優(yōu)點(diǎn)：其中最重要的特點(diǎn)是安全性高。即使從外部施壓，導(dǎo)致電池被壓爛，或者金屬片穿過(guò)電池內(nèi)部等，電池也不會(huì)破裂或起火。具有出色的快速充電性能和長(zhǎng)壽命性能。在氣溫30℃至 60℃電池充放電性能穩(wěn)定。充電時(shí)間僅是普通鋰離子充電電池的四分之一。循環(huán)壽命超過(guò) 3000次，是普通鋰離子充電電池的 。東芝公司充電電池總工程師本多啟三具體介紹了含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池（東芝稱為 SCiBTM電池）的情況：年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告45鑒于以上的比較，本項(xiàng)目在材料選型上選擇了含鋰的負(fù)極材料作為負(fù)極，選擇了錳酸鋰正極材料作為復(fù)合鋰動(dòng)力電池的正極。由于負(fù)極材料的變化使得鋰離子動(dòng)力電池的各方面都得到提升，相比磷酸鐵鋰而言，錳酸鋰在復(fù)合鋰動(dòng)力電池中表現(xiàn)了同樣的安全性能，而錳酸鋰價(jià)格更便宜，電壓更高，和含鋰的負(fù)極材料一起構(gòu)成了復(fù)合鋰動(dòng)力電池的基本材料體系。電池設(shè)計(jì)：在動(dòng)力電池設(shè)計(jì)方面，業(yè)內(nèi)也有不同的觀點(diǎn)，是采取圓柱的形狀還是采取方型的設(shè)計(jì)，各有看法。年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告46江 西 省 福 斯 特 新 能 源 有 限 公 司圖7如上圖，就電池的性價(jià)比而言，圓柱型電池的組合是性價(jià)比較高的動(dòng)力電池設(shè)計(jì)方案。同樣 113CC的體積，我們從熱的面積來(lái)看看哪一個(gè)比較有優(yōu)勢(shì)。我們可以看到這一個(gè)方形的它的表面積是175平方厘米，而圓柱形同樣的面積體積是 138平方厘米。從這里我們可以看到，方形應(yīng)該比較有優(yōu)勢(shì)，散熱比較好，而且厚度可以做得更薄散熱會(huì)更加好。但是由于圓柱之間可以有空隙，其散熱的途徑就比較多在 10安時(shí)以下用圓柱，除此之外，圓柱有生產(chǎn)一致性比較好、比較容易生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，主要是一致性。在制作圓柱或者是卷繞式方形的時(shí)候我們優(yōu)化了極耳的數(shù)量，用計(jì)算機(jī)模擬和檢測(cè)。本項(xiàng)目采用圓柱型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品易于生產(chǎn)、易于組合、一致性好，性價(jià)比高。圓柱型復(fù)合鋰動(dòng)力電池利用江西省福斯特新能源有限公司圓柱型電池的生產(chǎn)平臺(tái)，結(jié)合國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的真空球磨三相漿料，120℃高溫涂布成功實(shí)現(xiàn)了性能和成本的有效平衡。主要制作過(guò)程如下：年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告47 原材料名稱 復(fù)合鋰主料 導(dǎo)電劑 粘合劑 溶劑 其他正極 負(fù)極 工藝流程過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)： 普通鋰離子電池的漿料制作通過(guò)簡(jiǎn)單的真空攪拌將多種材料例如導(dǎo)電劑、活性物質(zhì)、粘結(jié)劑等均勻的混合在一起，利用普通鋰離子電池技術(shù)做出的復(fù)合鋰負(fù)極漿料制作極片成品率低于 30%，最終做出電池的不良率高于 40%，由此說(shuō)明漿料的制作是復(fù)合鋰儲(chǔ)能電池的關(guān)鍵工序。由于傳統(tǒng)的鋰離子電池漿料制作方式?jīng)]有高溫分級(jí)處理使得含鋰負(fù)極材料難以得到充分的浸潤(rùn)，通過(guò) 50度溫度浸潤(rùn)將材料進(jìn)行分級(jí)，提高了漿料分散的均勻度。對(duì)于含鋰的負(fù)極材料來(lái)說(shuō)其比表面較大，容易團(tuán)聚，不容易和導(dǎo)電劑等年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告48材料均勻的結(jié)和在一起，因此需要通過(guò)球磨的方法來(lái)提高導(dǎo)電劑和負(fù)極材料之間結(jié)合的均勻度。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)真空球磨可以取得更好的分散效果。在真空攪拌的基礎(chǔ)上制作出了三相漿料。原有的技術(shù)采用兩相漿料容易產(chǎn)生沉降、難以提高涂布生產(chǎn)效率，在高溫涂布下成品率低。本項(xiàng)目通過(guò)漿料的三相化實(shí)現(xiàn)了高溫涂布，極片的合格率為 93%，電池的合格率為 95%，產(chǎn)品經(jīng)用戶試驗(yàn)，性能優(yōu)異，具有較高的性價(jià)比。具體做法可以通過(guò) PVDF+含鋰負(fù)極材料與NMP攪拌均勻，再烘干制成粉末，再與 CMC+SBR水性體系制成漿料，然后球磨，確保達(dá)到涂布要求，成功解決了制漿的問(wèn)題。、水分控制技術(shù)：經(jīng)過(guò)多次的小試，發(fā)現(xiàn)該體系對(duì)環(huán)境要求比較高，針對(duì)此現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證對(duì)關(guān)鍵生產(chǎn)控制點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)改善：極片烘烤及卷芯烘烤條件提高，延長(zhǎng)了烘烤時(shí)間，對(duì)真空度由 以上，產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證，該條件的改善對(duì)電池的循環(huán)性能提升了 2%以上；、電池注液技術(shù)：針對(duì)該材料吸液性能相對(duì)較差的情況下，采用專用注液機(jī)真空吸附注液，即解決了吸液?jiǎn)栴}，又確保了注液量的準(zhǔn)確性。、溫差陳化技術(shù)：該技術(shù)采用成熟的智能溫控技術(shù)通過(guò)程序設(shè)定數(shù)據(jù)采集自動(dòng)分析溫度調(diào)整實(shí)現(xiàn)工藝控制，確保電芯經(jīng)過(guò)陳化后的一致性，解決了電池 PACK的匹配性問(wèn)題。、電池裝配技術(shù)：因卷繞質(zhì)量的好壞影響到鋰離子動(dòng)力電池的安全性能和使用壽命，本項(xiàng)目采用圓柱形卷繞技術(shù)及激光焊接技術(shù)，在工藝設(shè)計(jì)上提高了負(fù)極寬度的富裕量，從 3毫米提高到 4毫米，避免卷繞時(shí)出現(xiàn)負(fù)極包不住正極的現(xiàn)象；同時(shí)采用 X光機(jī)對(duì)電年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告49池進(jìn)行全檢，將不符合要求的電池挑出來(lái)。避免流入下一道工序。、電池注液技術(shù)：注液量的均勻于否對(duì)高能鋰離子動(dòng)力電池的產(chǎn)品一致性影響至關(guān)重要。采用專用的注液機(jī)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行注液，對(duì)所有電池進(jìn)行全檢，將電池注液量控制在工藝要求范圍內(nèi)。、電池密封技術(shù)：電池密封性直接影響到電池的使用，密封性差電池漏液，導(dǎo)致電池壽命終止，在電池的密封方面本項(xiàng)目采用直線式自動(dòng)封口機(jī)，對(duì)封完口的電池進(jìn)行真空存儲(chǔ)試漏，將有問(wèn)題的電池挑出來(lái)，從而保證電池的密封性。本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)主要為以下方面：，錳酸鋰作為正極制作復(fù)合鋰動(dòng)力電池。通過(guò) 50度分級(jí)處理、真空球磨制技術(shù)制作出了三相漿料。該漿料成功實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電劑、粘合劑和活性物質(zhì)之間的均勻分布，成功獲得了活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電連續(xù)相，成功解決了含鋰可嵌入負(fù)極材料導(dǎo)電性差，難以均勻分散的問(wèn)題，突破了復(fù)合鋰電池規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵工序。成功制作出了循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性好復(fù)合鋰動(dòng)力電池。50 度分級(jí)處理、真空球磨制技術(shù)制作三相漿料技術(shù)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，也是復(fù)合鋰動(dòng)力電池制作中的關(guān)鍵技術(shù)。，錳酸鋰作為正極制作復(fù)合鋰動(dòng)力電池。涂布溫度提高到 120℃，在高溫下極片干燥速度快，涂布效率高，成品率高，但是普通鋰離子電池負(fù)極漿料在高溫下涂布極片會(huì)翻卷龜裂，影響到成品率，利用三相漿料的高溫特性，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控的智能閉合涂布控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)了 120℃高溫涂布技術(shù)，將復(fù)合鋰動(dòng)力電池的極片合格率提高到了 90%以上。同時(shí)年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告50提高了涂布效率，節(jié)省了能源，這一技術(shù)是制造高性價(jià)比復(fù)合鋰動(dòng)力電池的基礎(chǔ)。、活性材料和粘合劑均勻分布的三相漿料，利用 120℃高溫涂布技術(shù)制作出高品質(zhì)的極片，綜合利用水分控制技術(shù)、電池注液技術(shù)、電池裝配技術(shù)，溫差陳化技術(shù)、電池密封技術(shù)制作出了高性價(jià)比的復(fù)合鋰動(dòng)力電池安全性好，循環(huán)壽命突破 3000次，可 0V存放。本項(xiàng)目產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)本項(xiàng)目的產(chǎn)品采用了含鋰的材料作為負(fù)極材料，通過(guò) 50度分級(jí)處理、90MPa 以下真空球磨，漿料三相化高溫涂布技術(shù)解決了含鋰可嵌入材料作為負(fù)極材料難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題，成功開(kāi)發(fā)出了18650復(fù)合鋰蓄能電池。項(xiàng)目所研究的工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn)1 1C5A循環(huán)壽命 50002 自放電 1%/月3 80%容量保持率4 針刺 不起火 不爆炸5 重物沖擊 不起火 不爆炸6 0V20度儲(chǔ)存 7天 容量恢復(fù)率大于 90% 三、主要建設(shè)內(nèi)容 1. 工藝路線：?jiǎn)误w電池制備年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告51 電池組組裝年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告52 主要設(shè)備及相關(guān)配套設(shè)施設(shè)備清單工段 車間/工序 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 單位 設(shè)備數(shù)量正極粉料干混 自動(dòng)除鐵吸塵設(shè)備 　 臺(tái) 1正極配料 真空攪拌機(jī) HYDLH200L 臺(tái) 3負(fù)極除離子水 去離子水機(jī) 　 臺(tái) 1負(fù)極配料 真空攪拌機(jī) HYDLH200L 臺(tái) 3漿料轉(zhuǎn)序 漿料小車 　 臺(tái) 2正極涂布 間歇涂布機(jī) YH075C24 臺(tái) 1正極對(duì)輥 連續(xù)對(duì)輥機(jī) XJCWL800x700C 臺(tái) 1正極分切 連續(xù)分切機(jī) YH075A50 臺(tái) 1漿料轉(zhuǎn)序 漿料小車 　 臺(tái) 2負(fù)極涂布 間歇涂布機(jī) YH075C24 臺(tái) 1負(fù)極對(duì)輥 連續(xù)對(duì)輥機(jī) XJCWL800x700C 臺(tái) 1負(fù)極分切 連續(xù)分切機(jī) YH075A50 臺(tái) 1正極焊接 自動(dòng)焊極耳貼膠機(jī) YHTW130 臺(tái) 4負(fù)極焊接 自動(dòng)焊極耳貼膠機(jī) YHTW130 臺(tái) 4正極片烘烤 真空高溫烘烤箱 SBV04C 臺(tái) 6前 工 段負(fù)極片烘烤 真空高溫烘烤箱 SBV04C 臺(tái) 6卷繞 卷繞機(jī) YHC070C 臺(tái) 8XRAY XRD機(jī) 　 臺(tái) 1滾槽機(jī) 　 臺(tái) 1滾槽滾槽機(jī) 　 臺(tái) 2點(diǎn)底部焊 逆變電阻焊機(jī) UF25 臺(tái) 4卷芯烘烤 真空高溫烘烤箱 SBVO3 臺(tái) 29全自動(dòng)注液機(jī) 8工位 臺(tái) 1注液半自動(dòng)注液機(jī) 12工位 臺(tái) 1激光焊 WF350 臺(tái) 1激光焊轉(zhuǎn)盤激光焊 　 臺(tái) 1中 工 段封口 封口 　 臺(tái) 2清洗 隧道式烘烤箱 　 臺(tái) 1后 工 段套膜 套膜機(jī) 　 臺(tái) 2年產(chǎn) 8000萬(wàn) Ah含鋰負(fù)極材料復(fù)合鋰動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告53化成 化成柜 BK3512L/2 臺(tái) 85分選機(jī) 　 臺(tái) 1配組電壓、內(nèi)阻分選柜 　 臺(tái) 1NMP回收裝置 國(guó)產(chǎn) 　 臺(tái) 1冷水機(jī)組 國(guó)產(chǎn) 　 臺(tái) 2除濕機(jī)組 國(guó)產(chǎn) 　 臺(tái) 4冷水泵 國(guó)產(chǎn) 　 臺(tái) 4冷水塔 良研 　 臺(tái) 1冷水塔 良研 　 臺(tái) 1空壓機(jī) 阿特拉斯 　 臺(tái) 1冷干機(jī) 與空壓機(jī)配套 　 臺(tái) 1制氮機(jī) 廣州維通 　 臺(tái) 1真空泵 貝克 　 臺(tái) 3凈化間工程 國(guó)產(chǎn) 　 臺(tái) 1　 　 小計(jì) 　 　 200第六章 環(huán)境保護(hù)一、 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－1996） 》 《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 （DB11/3072022） 《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 （GB/T189202022） 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095－1996） 》 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 （DB11/501－2022） 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB12348－2022） 》 《建筑施工場(chǎng)界