【正文】 于采用本項目電池的新能源汽車可以實現(xiàn)零排放，將會減少碳排放，有利于環(huán)境保護，具有突出的環(huán)保效應。第四章 項目建設條件分析一、地理位置二、選址環(huán)境條件三、交通運輸條件四、基礎(chǔ)設施條件年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告42五、社會經(jīng)濟條件第五章 建設方案 一、 建設規(guī)模本項目要實現(xiàn)年產(chǎn) 8000萬安時的復合鋰動力電池。目前復合鋰動力電池的規(guī)?；a(chǎn)在國內(nèi)還處于空白，本項目技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先。本項目總投資 ，固定投資 萬元，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 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告43從上圖可以看出，一個好的鋰離子動力電池要做好三個階段：選對材料，做好設計，不要在設計的應用領(lǐng)域之外濫用。對于用在動力領(lǐng)域的鋰離子電池來說：安全性是其首要解決的問題，具體包括制造中的安全，運輸中的安全和使用中的安全。鋰離子電池的安全問題從根源上來說，是因為電池本身的穩(wěn)定性不高，熱失控的出現(xiàn)導致的。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，因此不會引起電解液的劇烈反應或燃燒。而其他過渡金屬氧化物正極材料，受熱或過充時容易釋放出氧氣，安全性差。而在過渡金屬氧化物當中，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安全性較好。但是由于零含鋰的負極材料的缺陷性制約了目前動力鋰離子安全電池性能的提升。通常負極材料熱穩(wěn)定性是有其材料結(jié)構(gòu)和充電負極的活性決定的。特別是石墨來說，負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，而這也通常被認為是熱失控發(fā)生的第一步。一般來說零含鋰的負極材料在應用上存在一些弊端： 過充電時易析出鋰枝晶，造成電池短路，影響鋰電池的安全。年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告44　 易形成 SEI膜而導致首次充放電效率較低，不可逆容量較大?！?碳材料的平臺電壓較低(接近于金屬鋰)，并且容易引起電解液的分解,從而帶來安全隱患。 在鋰離子嵌入、脫出過程中體積變化較大，循環(huán)穩(wěn)定性差。與碳材料相比，復合鋰電池的含鋰負極材料具有明顯的優(yōu)勢： 它為零應變材料，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。 與炭負極材料相比，復合鋰負極具有高的鋰離子擴散系數(shù)(為 2 *108cm2/s)，可高倍率充放電等。 復合鋰負極的電勢比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。以含鋰的負極材料鈦酸鋰為基礎(chǔ)開發(fā)出的復合鋰動力電池具有突出的優(yōu)點：其中最重要的特點是安全性高。即使從外部施壓，導致電池被壓爛，或者金屬片穿過電池內(nèi)部等，電池也不會破裂或起火。具有出色的快速充電性能和長壽命性能。在氣溫30℃至 60℃電池充放電性能穩(wěn)定。充電時間僅是普通鋰離子充電電池的四分之一。循環(huán)壽命超過 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極材料復合鋰動力電池（東芝稱為 SCiBTM電池）的情況：年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告45鑒于以上的比較，本項目在材料選型上選擇了含鋰的負極材料作為負極，選擇了錳酸鋰正極材料作為復合鋰動力電池的正極。由于負極材料的變化使得鋰離子動力電池的各方面都得到提升，相比磷酸鐵鋰而言，錳酸鋰在復合鋰動力電池中表現(xiàn)了同樣的安全性能，而錳酸鋰價格更便宜，電壓更高，和含鋰的負極材料一起構(gòu)成了復合鋰動力電池的基本材料體系。電池設計：在動力電池設計方面，業(yè)內(nèi)也有不同的觀點，是采取圓柱的形狀還是采取方型的設計，各有看法。年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告46江 西 省 福 斯 特 新 能 源 有 限 公 司圖7如上圖，就電池的性價比而言，圓柱型電池的組合是性價比較高的動力電池設計方案。同樣 113CC的體積，我們從熱的面積來看看哪一個比較有優(yōu)勢。我們可以看到這一個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，方形應該比較有優(yōu)勢，散熱比較好，而且厚度可以做得更薄散熱會更加好。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，主要是一致性。在制作圓柱或者是卷繞式方形的時候我們優(yōu)化了極耳的數(shù)量，用計算機模擬和檢測。本項目采用圓柱型的結(jié)構(gòu)設計，產(chǎn)品易于生產(chǎn)、易于組合、一致性好，性價比高。圓柱型復合鋰動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，結(jié)合國內(nèi)首創(chuàng)的真空球磨三相漿料，120℃高溫涂布成功實現(xiàn)了性能和成本的有效平衡。主要制作過程如下：年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告47 原材料名稱 復合鋰主料 導電劑 粘合劑 溶劑 其他正極 負極 工藝流程過程關(guān)鍵技術(shù)： 普通鋰離子電池的漿料制作通過簡單的真空攪拌將多種材料例如導電劑、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)做出的復合鋰負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%，由此說明漿料的制作是復合鋰儲能電池的關(guān)鍵工序。由于傳統(tǒng)的鋰離子電池漿料制作方式?jīng)]有高溫分級處理使得含鋰負極材料難以得到充分的浸潤，通過 50度溫度浸潤將材料進行分級，提高了漿料分散的均勻度。對于含鋰的負極材料來說其比表面較大，容易團聚，不容易和導電劑等年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告48材料均勻的結(jié)和在一起，因此需要通過球磨的方法來提高導電劑和負極材料之間結(jié)合的均勻度。在試驗中發(fā)現(xiàn)，通過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。本項目通過漿料的三相化實現(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，性能優(yōu)異，具有較高的性價比。具體做法可以通過 PVDF+含鋰負極材料與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，確保達到涂布要求，成功解決了制漿的問題。、水分控制技術(shù)：經(jīng)過多次的小試，發(fā)現(xiàn)該體系對環(huán)境要求比較高，針對此現(xiàn)象，經(jīng)過驗證對關(guān)鍵生產(chǎn)控制點進行了重點改善：極片烘烤及卷芯烘烤條件提高，延長了烘烤時間，對真空度由 以上，產(chǎn)品測試結(jié)果驗證，該條件的改善對電池的循環(huán)性能提升了 2%以上；、電池注液技術(shù)：針對該材料吸液性能相對較差的情況下，采用專用注液機真空吸附注液，即解決了吸液問題，又確保了注液量的準確性。、溫差陳化技術(shù)：該技術(shù)采用成熟的智能溫控技術(shù)通過程序設定數(shù)據(jù)采集自動分析溫度調(diào)整實現(xiàn)工藝控制，確保電芯經(jīng)過陳化后的一致性，解決了電池 PACK的匹配性問題。、電池裝配技術(shù)：因卷繞質(zhì)量的好壞影響到鋰離子動力電池的安全性能和使用壽命，本項目采用圓柱形卷繞技術(shù)及激光焊接技術(shù)，在工藝設計上提高了負極寬度的富裕量，從 3毫米提高到 4毫米，避免卷繞時出現(xiàn)負極包不住正極的現(xiàn)象；同時采用 X光機對電年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告49池進行全檢，將不符合要求的電池挑出來。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高能鋰離子動力電池的產(chǎn)品一致性影響至關(guān)重要。采用專用的注液機對鋰離子電池進行注液，對所有電池進行全檢，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，導致電池壽命終止，在電池的密封方面本項目采用直線式自動封口機，對封完口的電池進行真空存儲試漏，將有問題的電池挑出來，從而保證電池的密封性。本項目的創(chuàng)新點主要為以下方面：，錳酸鋰作為正極制作復合鋰動力電池。通過 50度分級處理、真空球磨制技術(shù)制作出了三相漿料。該漿料成功實現(xiàn)了導電劑、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)之間的導電連續(xù)相，成功解決了含鋰可嵌入負極材料導電性差，難以均勻分散的問題，突破了復合鋰電池規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵工序。成功制作出了循環(huán)壽命長、安全性好復合鋰動力電池。50 度分級處理、真空球磨制技術(shù)制作三相漿料技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng)，也是復合鋰動力電池制作中的關(guān)鍵技術(shù)。，錳酸鋰作為正極制作復合鋰動力電池。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極漿料在高溫下涂布極片會翻卷龜裂，影響到成品率，利用三相漿料的高溫特性，結(jié)合實時監(jiān)控的智能閉合涂布控制系統(tǒng)，在國內(nèi)首創(chuàng)了 120℃高溫涂布技術(shù)，將復合鋰動力電池的極片合格率提高到了 90%以上。同時年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告50提高了涂布效率，節(jié)省了能源，這一技術(shù)是制造高性價比復合鋰動力電池的基礎(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)制作出了高性價比的復合鋰動力電池安全性好，循環(huán)壽命突破 3000次，可 0V存放。本項目產(chǎn)品的主要技術(shù)指標本項目的產(chǎn)品采用了含鋰的材料作為負極材料，通過 50度分級處理、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極材料難以實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的問題，成功開發(fā)出了18650復合鋰蓄能電池。項目所研究的工藝技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。產(chǎn)品技術(shù)指標在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。序號 檢驗項目 標準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度儲存 7天 容量恢復率大于 90% 三、主要建設內(nèi)容 1. 工藝路線：單體電池制備年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告51 電池組組裝年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告52 主要設備及相關(guān)配套設施設備清單工段 車間/工序 設備名稱 設備型號 單位 設備數(shù)量正極粉料干混 自動除鐵吸塵設備 　 臺 1正極配料 真空攪拌機 HYDLH200L 臺 3負極除離子水 去離子水機 　 臺 1負極配料 真空攪拌機 HYDLH200L 臺 3漿料轉(zhuǎn)序 漿料小車 　 臺 2正極涂布 間歇涂布機 YH075C24 臺 1正極對輥 連續(xù)對輥機 XJCWL800x700C 臺 1正極分切 連續(xù)分切機 YH075A50 臺 1漿料轉(zhuǎn)序 漿料小車 　 臺 2負極涂布 間歇涂布機 YH075C24 臺 1負極對輥 連續(xù)對輥機 XJCWL800x700C 臺 1負極分切 連續(xù)分切機 YH075A50 臺 1正極焊接 自動焊極耳貼膠機 YHTW130 臺 4負極焊接 自動焊極耳貼膠機 YHTW130 臺 4正極片烘烤 真空高溫烘烤箱 SBV04C 臺 6前 工 段負極片烘烤 真空高溫烘烤箱 SBV04C 臺 6卷繞 卷繞機 YHC070C 臺 8XRAY XRD機 　 臺 1滾槽機 　 臺 1滾槽滾槽機 　 臺 2點底部焊 逆變電阻焊機 UF25 臺 4卷芯烘烤 真空高溫烘烤箱 SBVO3 臺 29全自動注液機 8工位 臺 1注液半自動注液機 12工位 臺 1激光焊 WF350 臺 1激光焊轉(zhuǎn)盤激光焊 　 臺 1中 工 段封口 封口 　 臺 2清洗 隧道式烘烤箱 　 臺 1后 工 段套膜 套膜機 　 臺 2年產(chǎn) 8000萬 Ah含鋰負極材料復合鋰動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告53化成 化成柜 BK3512L/2 臺 85分選機 　 臺 1配組電壓、內(nèi)阻分選柜 　 臺 1NMP回收裝置 國產(chǎn) 　 臺 1冷水機組 國產(chǎn) 　 臺 2除濕機組 國產(chǎn) 　 臺 4冷水泵 國產(chǎn) 　 臺 4冷水塔 良研 　 臺 1冷水塔 良研 　 臺 1空壓機 阿特拉斯 　 臺 1冷干機 與空壓機配套 　 臺 1制氮機 廣州維通 　 臺 1真空泵 貝克 　 臺 3凈化間工程 國產(chǎn) 　 臺 1　 　 小計 　 　 200第六章 環(huán)境保護一、 依據(jù)標準 《污水綜合排放標準（GB8978－1996） 》 《水污染物排放標準》 （DB11/3072022） 《城市雜用水水質(zhì)標準》 （GB/T189202022） 《環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095－1996） 》 《大氣污染物綜合排放標準》 （DB11/501－2022） 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準（GB12348－2022） 》 《建筑施工場界