【導(dǎo)讀】江蘇昌隆化工股份有限公司。高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目。江蘇康盛設(shè)計有限公司。資質(zhì)證書編號：A564789254. 總圖運輸郝慶斌赧男。礦山機械孟小海馬季。給排水郝林寶霍海浩。通風(fēng)與除塵海泰裕達(dá)。電氣、通訊王泉崔立新。土建李娜娜劉偉總。環(huán)境保護(hù)趙佳佳吉利。職業(yè)安全與衛(wèi)生宋佳佳張偉。投資估算孔和范偉。經(jīng)濟(jì)效益分析李紅云韓娜娜

　　

【正文】 (1)研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的配方。眾所周知，鋰電的最大敵人是水分，特別是正極配方，原先的水性正極配方存在諸多隱患，水分難以徹底消除，給電池內(nèi)阻，平臺，循環(huán)性能，綜合性能等帶來諸多不確定性因素，制程時間也過長，也 增加了電池性能的影響因素。改進(jìn)后的正極配方為油性，首先原材料實施了充分的除水過程，整個制程不再接觸水分，涂布質(zhì)量光滑，一致性好，從根本解改良了電池的一致性。 (2)研制出了多款具自主知識產(chǎn)權(quán)的電池外殼，并已申請專利。這些外殼，產(chǎn)品型號包括 40AH， 60AH， 100AH， 200AH， 300AH， 400AH， 600AH， 800AH， 1000AH等，價格低，材質(zhì)獨特，安全性可靠（電池在發(fā)生安全隱患時能有效的將內(nèi)部高溫高壓的氣體泄出，消除了爆炸的隱患），密封性好（極柱及防爆閥的密封性能比鋼殼高，完全解決了大容量電池 密封困難的問題），成本低（相當(dāng)于鋼殼電池成本的五分之一）。重量輕，工藝過程簡單，多項指標(biāo)為國內(nèi)首創(chuàng)。并依據(jù)每款產(chǎn)品的不同工藝，對生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進(jìn)行了兼容改造和特殊配套。使現(xiàn)有生產(chǎn)線能夠隨時，快捷的按生產(chǎn)定單生產(chǎn)從 40AH 到 1000AH 的產(chǎn)品。 (3)設(shè)計研制出了新的極柱。原先的極柱，有材質(zhì)不合理浪費的現(xiàn)象。我們的技術(shù)專家通過研究創(chuàng)新，設(shè)計出了新的極柱及極柱組裝結(jié)構(gòu)，既保證了電流有效通過，又節(jié)省了材質(zhì)，減輕了重量，方便了加工，保障了與殼體的連接與密封性。結(jié)構(gòu)為國內(nèi)獨創(chuàng)。 (4)進(jìn)行了正、負(fù)極，電解液的交叉對 比實驗，選擇了性能最佳的正、負(fù)極，電解液搭配組，并且保證了最少三個供應(yīng)廠商和多種選擇可能，可有效的避免可江蘇昌隆化工股份有限公司 高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告 19 / 82 能因原材料變動造成的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，也保證了產(chǎn)品質(zhì)量不受原材料影響。 (5)協(xié)同電解液廠家，針對特定廠家的磷酸亞鐵鋰與特定廠家的負(fù)極石墨，進(jìn)行了多輪交叉匹配實驗，添加了防止過充和鼓脹的特殊添價劑。從源頭上對電解液的特定使用性能進(jìn)行了保證。 工藝創(chuàng)新 (1)對工藝進(jìn)行了創(chuàng)新，改進(jìn)了組裝工藝。不再采用國內(nèi)大部分動力電池廠家采用的“ Z”字型疊片工藝，擬從國外引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，改進(jìn)為隔膜袋式的組裝工藝?！?Z”字型 疊片工藝最大的缺點是短路以后直接導(dǎo)致隔膜報廢，原材料利用率大大降低，另外返修工作也很難進(jìn)行。電池容量越大，短路的機率就約高，對300AH 一個單體的動力電池來講，短路返修導(dǎo)致隔膜浪費的情況對成本影響很大。改進(jìn)疊片工藝以后短路情況將得到消除，則隔膜的利用率可接近 100%。為汽車電池的發(fā)展奠定了實質(zhì)性的進(jìn)步基礎(chǔ)。 (2)改進(jìn)了封口工藝。 傳統(tǒng) 的熱容封口工藝存在不少問題點，如熱融時會有少量煙霧，影響作業(yè)環(huán)境；封口后必須修邊，浪費了人力；熱融后效果難以確認(rèn)，也給電池造成隱患；電池內(nèi)部有受高溫有機物的污染及影響等不確定因 素；電池封口時間比較長，也影響了生產(chǎn)效率。改進(jìn)的封口工藝擬采用國外引進(jìn)的特殊高頻摩擦焊接機，徹底實現(xiàn)焊接車間環(huán)境的優(yōu)化，提高了生產(chǎn)效率，確保了封口效果。 (3)改進(jìn)了極耳連接工藝。 傳統(tǒng) 的極耳連接工藝采用打孔方式，將多層極耳打孔后用螺絲栓接在極柱上。該栓接工藝增加了打孔設(shè)備及打孔夾具，增加了設(shè)備投入，增加了崗位設(shè)置，增加了人力，效率低，連接效果差，造成內(nèi)阻不穩(wěn)定，電池性能一致性不佳等諸多不良。擬采用國外引進(jìn)的高性能超聲波焊接機，直接將多層極耳焊接在極柱上，速度快，消除了連接不穩(wěn)定等不確定性因素，性能可靠。 (4)改進(jìn)了分容篩選及組合工藝。 傳統(tǒng) 的電池篩選工藝，缺少可靠的分容制度，難以鑒別出電池各種性能。 現(xiàn)在 為每塊電池建立了生產(chǎn)制程關(guān)鍵指標(biāo)的檔案，對分容及組合設(shè)備的硬件、軟件進(jìn)行開發(fā)性改進(jìn)，增加功能，提升精確度；對電池各數(shù)據(jù)進(jìn)行條形碼式數(shù)據(jù)庫管理。為了對電池串聯(lián)使用進(jìn)行合理配組，增加了串聯(lián)工況模擬測試和電池均衡工序。改進(jìn)后的分容篩選及組合工藝，能夠監(jiān)測到江蘇昌隆化工股份有限公司 高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告 20 / 82 電池近 10 項性能指標(biāo)，通過條形碼式數(shù)據(jù)庫管理，可提高分容效率，提升分容效果，最大程度保證電池組各電池的一致性和均衡性，最有效的保障客戶使用。 鋰源動力電池研究院 在 技術(shù)創(chuàng)新，工藝創(chuàng)新，產(chǎn)品創(chuàng)新的同時，完成了近100 塊 300AH 電池的生產(chǎn)試制 ，并裝機試車，結(jié)果見下表 ： 表 2－ 1 330V/300AH 電動中巴商務(wù)車試車典型數(shù)據(jù)一覽表 序號 項目 數(shù)據(jù) 單位 備注 1 最高時速 80 km/h BMS 和電機限制時速最大 80 2 加速最大電流 200 左右 安培 3 高速運行電流 100110 安培 4 充電電流 80 安培 5 充電時間 接近 4 小時 6 最高充電電壓 390 伏特 7 滿電開路電壓 366 伏特 充滿電，靜置 4 小時以上 8 運 行 20 分鐘電壓 355 伏特 9 放電終止電壓 275 伏特 10 續(xù)航時間 接近 h 11 續(xù)航里程 約 300 Km 130 公里 12 至今循環(huán)次數(shù) 接近 200 次 以上數(shù)據(jù)在續(xù)航里程，電池體積，電池重量方面，主要性能均超越 傳統(tǒng) 動力電池。 產(chǎn)品的技術(shù)保障 為保證本項目產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展，為用戶提供更多更好的產(chǎn)品和服務(wù)，將從公司每年的稅后利潤中提取一定比例資金作為產(chǎn)品持續(xù)升級與新產(chǎn)品開發(fā)的費用，為公司的可持續(xù)發(fā)展提供基本保證。 對行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用 汽車動力電池方向基本鎖定磷酸鐵鋰動力電池。目前國內(nèi)上市公司受金融危機沖擊，歐美日等汽車業(yè)巨頭更遭受重創(chuàng)。為獲重生，車企一方面通過裁員減產(chǎn)、出售資產(chǎn)等斷臂求存，一方面都不遺余力地發(fā)展新能源汽車以挽頹勢，我國到20xx 年新生產(chǎn)汽車中有 10%是節(jié)能與新能源汽車的目標(biāo)更是鮮明。 新能源汽車的發(fā)展被各國提到前所未有的高度，作為核心部件的動力電池則更被企業(yè)和投資者看好。但分析人士指出，雖然動力電池發(fā)展前景較好，但目前新能源汽車發(fā)展剛剛起步，真正產(chǎn)業(yè)化尚需時日，目前對業(yè)績貢獻(xiàn)有限。而且，動力電池企業(yè)要真正做大做強，還要經(jīng) 受產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、大比例研發(fā)投入和國外巨江蘇昌隆化工股份有限公司 高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告 21 / 82 頭擠壓的考驗。 近年各國都在大力發(fā)展新能源汽車。美國高速公路管理局樂觀預(yù)測，到 20xx年，美國汽車市場上有約 20%數(shù)量的汽車為混合動力汽車，市場規(guī)?？蛇_(dá)近 300萬輛。而目前，美國市場上混合動力汽車的份額僅為 3%。其同時預(yù)測，到 2020年，全球汽車市場上將有一半的新售汽車采用不同程度的混合動力技術(shù)。相對于傳統(tǒng)汽車，我國新能源汽車發(fā)展也走在了前列，沒有輸在起跑線上。 我國燃料電池汽車領(lǐng)域的資深專家、科技部部長萬鋼提出的我國新能源汽車發(fā)展目標(biāo)為：到 20xx 年，國內(nèi)有 10%新生產(chǎn) 的汽車是節(jié)能與新能源汽車，按屆時汽車年產(chǎn)輛為 1000 萬輛算，我國新能源汽車要達(dá)到年產(chǎn) 100 萬輛的規(guī)模。這堅定了國內(nèi)外汽車生產(chǎn)商在國內(nèi)發(fā)展新能源汽車的決心。 磷酸鐵鋰動力電池是發(fā)展方向，動力電池技術(shù)是混合動力汽車發(fā)展的關(guān)鍵：混合動力汽車是目前最佳的過渡產(chǎn)品，但純動力電池汽車是未來發(fā)展方向，核心技術(shù)在電池技術(shù)上的突破。專業(yè)人士分析，混合動力電池目前多采用鎳氫材料，但鎳氫電池部分重要技術(shù)指標(biāo)已接近理論限值。如能量密度、充放電速度等，因此并不被認(rèn)為是未來的發(fā)展方向。若鋰電池技術(shù)在其穩(wěn)定性、安全性和生產(chǎn)成本問題上 有所突破，則鋰離子電池純動力汽車的發(fā)展將會加速。 相對而言，鋰電池具有安全性高、穩(wěn)定性高、環(huán)保、價格便宜等優(yōu)點，得到各汽車廠商和電池生產(chǎn)廠商的認(rèn)可。 據(jù)有關(guān)權(quán)威部門預(yù)測，如以 20xx 年 60 萬輛新能源汽車的規(guī)模測算，近三年國內(nèi)新能源汽車生產(chǎn)規(guī)模復(fù)合增速將超過 200％。以每輛車使用 100kg 電池的平均數(shù)量計算，到 20xx 年電池市場規(guī)模將達(dá) 6 億噸。而萬鋼部長提出的新能源汽車發(fā)展目標(biāo)為到 20xx 年國內(nèi)有 10%新生產(chǎn)的汽車是節(jié)能與新能源汽車，屆時，電池市場需求規(guī)模將達(dá)近千億。 與國外相比，我國電池生產(chǎn)商目前規(guī)模偏 小，實力并不強。為了盡快開發(fā)出高性能、低成本的車用動力電池， 徐州 興盛化工勃利石墨礦 提出建設(shè)“高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目”，其產(chǎn)品“高性能磷酸鐵鋰動力電池”在技術(shù)上和功能上真正實現(xiàn)質(zhì)的飛躍 。目前此項技術(shù)已經(jīng) 得到成功應(yīng)用（已小批量投放市場），其新技術(shù)的成功應(yīng)用將帶到整個汽車行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，使產(chǎn)品需求市場空間更加廣闊。 江蘇昌隆化工股份有限公司 高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告 22 / 82 第三章 項目建設(shè)方案 項目的產(chǎn)能規(guī)模及建設(shè)的主要內(nèi)容 產(chǎn)能規(guī)模 建設(shè)單位在綜合考慮產(chǎn)品性能、市場需求及企業(yè)籌集資金能力的基礎(chǔ)上，確定本項目建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)鋰離子動力電池（ JDLFP300AH）為 80 104 塊（ 億安時）。產(chǎn)品方案詳見表 3－ 1： 表 3－ 1 產(chǎn)品方案 產(chǎn)品名稱 規(guī)格 單位 年產(chǎn)量 包裝規(guī)格 備注 鋰離子動力電池(JDLFP300AH) 363 319 塊 80 104( 億安時 ) 10 塊 /箱 產(chǎn)品充放電標(biāo)準(zhǔn) 本項目產(chǎn)品充放電標(biāo)準(zhǔn)詳見表 3－ 3－ 3－ 4。 表 3－ 2 常溫環(huán)境下單體電池的充放電標(biāo)準(zhǔn) 溫度 類別 最大充電電流 最高充電電壓 最大放電電流 最低放電電壓 25℃ LFP3C 脈衡 3C 恒流 3C 表 3－ 3 低溫環(huán)境下單體電池的特殊充放電標(biāo)準(zhǔn) 溫度 類別 最大充電電流 最高充電電壓 最大放電電流 最低放電電壓 35℃ C～ 1C 恒流 1C 脈衡 5C 表 3－ 4 常溫環(huán)境下電池系統(tǒng)組合的標(biāo)準(zhǔn)充放電標(biāo)準(zhǔn) 溫度 類別 最大充電電流 最高充電電壓 最大放電電流 最低放電電壓 25℃ LFP3C N 恒流 3C N 脈衡 10C 江蘇昌隆化工股份有限公司 高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告 23 / 82 主要建設(shè)內(nèi)容 本項目為 新 建項目 ，新建主要建筑物生產(chǎn)車間 4 座，合計建筑面積 25521㎡ ，成品及半成品庫 五座，單座建筑面積 10000 ㎡；原料倉庫五座，單座建筑面積 10000 ㎡； 辦公樓一座、 配電室 一座 、水泵房、門衛(wèi)室 各一座 合計建筑面積2308 ㎡ 。 總計建筑面積 127829 ㎡ 。 本項目新建主要建（構(gòu)）筑物工程內(nèi)容詳見表 3－ 5。 表 35 主要建（構(gòu)）筑物工程 序號 工程名稱 單位 數(shù)量 層數(shù) 占地面積（ ㎡ ） 1 主要生產(chǎn)工程項目 生產(chǎn)車間－Ⅱ ㎡ 9600 1 320m 30m 生產(chǎn)車間－Ⅲ ㎡ 9600 1 320m 30m 生產(chǎn)車間－Ⅳ ㎡ 1 150m 生產(chǎn)車間－Ⅴ ㎡ 1 150m 2 輔助及公用工程項目 辦公樓 ㎡ 20xx 4 10mX50m 成品及半成品 倉庫 ㎡ 50000 1 50mx200mx5 座 原料倉庫 ㎡ 50000 1 50mx200mx5 座 其他 ㎡ 308 廠區(qū)綠化（綠地率 20％） ㎡ 6029 廠區(qū)道路 ㎡ 20xx 合計建筑面積 ㎡ 127829 配套購置鋰離子動力電池生產(chǎn)線 7 條（ 309 臺套 /條）；輔助及公用工程設(shè)備 117 臺（套）。 采用的工藝技術(shù)路線與技術(shù)特點 工藝技術(shù)路線 本項目產(chǎn)品鋰離子動力電池生產(chǎn)過程主要包括合漿、涂膜、切片、疊片、封口、注液、化成、檢測工序。各工序生產(chǎn)過程簡述如下： 合漿工序 將磷酸鐵鋰、導(dǎo)電膠、粘合劑及純凈水加入正極合漿機內(nèi)，攪拌成正極漿料。 將石墨、導(dǎo)電膠、粘合劑及純凈水加入負(fù)極合漿機內(nèi)，攪拌成負(fù)極漿料。 涂膜工序 江蘇昌隆化工股份有限公司 高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告 24 / 82 將攪拌 好的漿料通過涂膜機涂在正極板（鋁箔）和負(fù)極板（銅箔）上，將涂膜機 12 段溫度控制在 90~100℃之間，最大涂膜速度為 8m/min。 切片工序 首先將涂膜成的極片送到烘干機里，烘干 5h，溫度 100℃。然后將烘干好的極片放到切片機上進(jìn)行切斷。 疊片工序 工序第一步將切完的極片通過疊片機疊成電芯，疊片速度為 15 分鐘 /每塊，工序第二步將完成電芯組包，然后通過沖孔后裝用極柱，并用萬用表檢測電芯是否短路。 封口工序 將成品電芯送入干燥機干燥 24 小時，溫度 110℃，將干燥完的電芯放入電池盒內(nèi)封口。 注液工序 將封口后的電池通過注液機注液口往電池里注液，最快速度為 10 分鐘 /塊，注液材料是電解液。 電池化成 將注液后的電池放到充電機上對電池進(jìn)行化成，并通過電腦控制電池在化成過程中的監(jiān)控，化成時間在 24 小時。 大電流檢測及入庫 將化成后的電池串