【導(dǎo)讀】年產(chǎn)1000萬(wàn)組純電動(dòng)汽車鐵鋰電池項(xiàng)目

　　

【正文】 占地面積 280 畝。廠區(qū)基本呈一長(zhǎng)方形地塊，南北向（近似）約 503 米，東西向約 370 米。地塊總用地面積為 186, 平方米（約合 280畝），二期項(xiàng)目總占地面積 230 畝。地塊總用地面積為 153, 平方米 （ 3）項(xiàng)目用地性質(zhì) 建設(shè)地點(diǎn)為青島臨港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，項(xiàng)目用地為規(guī)劃工業(yè)用地，其性質(zhì)為已征建設(shè)用地。 自然條件 氣候條件 膠南市位于溫帶季風(fēng)性氣候區(qū)，由于海洋的影響，具有明顯的海洋性氣候特征。冬季由于受強(qiáng)大的蒙古高壓影響，盛行偏北風(fēng)， 氣候略顯寒冷干燥，冷空氣頻繁，比較漫長(zhǎng)，但不十分嚴(yán)寒；春季因受海洋的影響，氣溫上升比較緩慢，但降水量較冬季明顯增多；夏季天氣比較涼爽多雨，空氣濕潤(rùn)并有海霧，降水量主要集中季節(jié)；秋季秋高氣爽，略為干燥，隨著蒙古高壓的加強(qiáng)南下冷空氣逐漸增多，氣溫逐月下降，但比內(nèi)陸緩慢，降水量減少。 氣壓 多年平均氣壓 。一年中冬季氣壓最高， 12 月份和 1 月份平均氣壓都是 ， 2 月份起，氣壓逐月下降，至 7 月份降至最低，平均氣壓 ； 8 月份起氣壓又逐月升高，至 12月再次達(dá)到最高值，形成 一年周期的變化。 氣溫 工程所在區(qū)域?qū)贉貛ШＱ笮詺夂?，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫及極端最高、最低氣溫分別為 ℃、℃、 ℃、 ℃、 ℃。 風(fēng)況 依據(jù)黃島氣象站多年來(lái)統(tǒng)計(jì)資料，該區(qū)域常年風(fēng)向?yàn)?NW、 SE和 SSE，其出現(xiàn)頻率分別為 %、%和 %，強(qiáng)風(fēng)向?yàn)?N、 NNW 和 NW 向，頻率分別為 %、 %和 %。 降水 年平均降水量、最大降水量、最小降水量和日最大降水量分別為 、 、 和 。 相對(duì)濕度 年平均相對(duì)濕度為 75%。各月月平均相對(duì)濕度在 6490%之間。 10 月份至翌年 2 月份相對(duì)濕度較小， 12 月份最小，為 64%。 58 月份相對(duì)濕度較大， 各月都在 89%以上，特別是 7 月份，達(dá) 90%以上。多年最小相對(duì)濕度為 8%。 霧 多年平均霧日數(shù) 。從 4 月份起，霧日逐漸增多， 7 月份達(dá)到高峰， 6 月份平均 天。8 月份霧日明顯減少， 911 月份最少，月平均僅有 天。 主要災(zāi)害天氣 （ 1）臺(tái)風(fēng)：主要出現(xiàn)于 7 ～ 9 月份，以 8 月出現(xiàn)次數(shù)最多 。近 20 年來(lái)，對(duì)膠南市影響較大的臺(tái)風(fēng)共有 4 次，按國(guó)家氣象局編號(hào)分別是： 811850 921 9711。其中， 1985 年 9 號(hào)臺(tái)風(fēng)，擦過(guò)蘇北沿海，再次在青島登陸，青島陣風(fēng) ，山口 283m/s。造成的總降水量青島 ，膠南市 。形成的風(fēng)浪 H1％達(dá)到 ，最高潮位 。 （ 2）寒潮：據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 1971～ 1980 年山東沿海有寒潮影響 32 次，年平均 次，主要出現(xiàn)于11～ 1 月間， 10 月和 2～ 4 月也有出現(xiàn)，寒潮影響48 小時(shí)降溫一般小于 15℃ 。寒潮過(guò)程都會(huì)出現(xiàn) 6級(jí)以 上偏北大風(fēng)。最大可達(dá) 8～ 10 級(jí)。大風(fēng)持續(xù)時(shí) 間一般 2～ 3d， 長(zhǎng)的可達(dá) 6～ 7d。 工程地質(zhì)和水文 工程地質(zhì) 擬建工程區(qū)及其附近地區(qū)，在地質(zhì)構(gòu)造上位于魯東隆起區(qū)東南部，其基地為太古～遠(yuǎn)古界膠州群，處于膠南隆起和膠萊凹陷的結(jié)合部位。 地貌上屬黃島低丘陵的邊沿部分。其地貌類型單調(diào) ,主要表現(xiàn)為傾斜的侵蝕剝蝕平臺(tái)或準(zhǔn)平原，其地勢(shì)起伏不大，海拔高度一般在 10~50m,地表多為苗木、坡積物覆蓋，但土層較薄。 水文狀況 本地區(qū)地表水發(fā)達(dá)，膠南市內(nèi)有十大河流，只有風(fēng)河穿過(guò)市區(qū)。項(xiàng)目所在地有一條季節(jié)性小河流， 僅汛期有徑流，冬春多無(wú)水或水流很??；周圍地下水位大約在 5 米左右，屬基巖隙裂水。 以上分析表明，擬建場(chǎng)地適宜進(jìn)行本工程建設(shè)。 公用設(shè)施配套條件 工程用水 膠南市淡水資源豐富，地下水源多，是山東省 及中國(guó)北方的富水區(qū)，足夠滿足本工程的需要。 電力 膠南市電力充足，目前市內(nèi)電力裝機(jī)容量 萬(wàn)千瓦，可以滿足本項(xiàng)目的用電需求。 交通 項(xiàng)目擬建地距 204 國(guó)道不足 500 米，距同三高速公路 6 公里，距疏港高速 2 公里，距黃島港 46公里，距董家口港 51 公里，北距青島國(guó)際機(jī)場(chǎng)不足 1 小時(shí)車程，南鄰日照港、連云港 ，東接沿海口岸（黃島港、董家口港等），西貫內(nèi)陸腹地，交通十分便利，形成貫通東西南北、干支相連、陸?？浙暯拥慕煌ňW(wǎng)絡(luò)。 項(xiàng)目擬建地位于青島臨港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，與之配套的工程條件好。 通訊 膠南市已建成完善的通訊網(wǎng)絡(luò)，可提供包括移動(dòng)通信，數(shù)據(jù)傳輸、傳真、有線無(wú)線等業(yè)務(wù)在內(nèi)的多項(xiàng)通信服務(wù)。通訊及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施能滿足本項(xiàng)目需要。 第六章 項(xiàng)目建設(shè)方案 建設(shè)內(nèi)容 項(xiàng)目主要包括廠房、設(shè)備選擇、倉(cāng)儲(chǔ)、水電等公用工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中在生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，充分考慮采用先進(jìn)而適用的技術(shù)和科學(xué)的管理方法，建設(shè)20條磷酸鐵鋰離子動(dòng)力電 池生產(chǎn)線，達(dá)到年產(chǎn) 1000萬(wàn)組（ 20 億 Ah）純電動(dòng)汽車鐵鋰電池的生產(chǎn)能力。 表 61 項(xiàng)目組成 序號(hào) 工程類別 子項(xiàng)名稱 規(guī)模 備注 1 生產(chǎn)項(xiàng)目 生產(chǎn)車間 1000 萬(wàn)組（ 20 億 Ah）純電動(dòng)汽車鐵鋰電池 /年 建筑面積： 204,287 m178。 倉(cāng)庫(kù) 建筑面積： 8,850 m178。 2 公用工程 供熱 供熱量： 變電所 供電量： 7,836KW 2*2500KVA 變壓器 供水 供水量： 179。/h 自來(lái)水 3 服務(wù)性工程 綜合辦公樓 含研發(fā)中心、宿舍 建筑面積： 22,102 m178。 公用設(shè)施 建筑面積： 450m178。 工藝技術(shù)方案 鋰離子電池工作原理 鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池（ LIB）和聚合物鋰離子電池（ PLIB）兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指 Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物 LiCoO2， LiNiO2 ,LiMn2O4 或 LiFePO4負(fù)極采用鋰 碳層間化合物 LixC6。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽 LiPF6， LAsF6 等的有機(jī)溶液。典型的電池體系為 LiC6|LiFP6EC＋ DEC|LiCoO2 放電時(shí)，鋰與碳的相嵌化合物中的鋰 ，從負(fù)極溶解形成鋰離子到電解液中，穿過(guò)電解液并在正極晶體中嵌入形成嵌入化合物。充電時(shí)，在正極嵌入的鋰離子重新回到電解液中，然后在負(fù)極上與碳形成嵌入化合物，周而復(fù)始。在充、放電過(guò)程中， Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”（ Rocking Chair Batteries 縮寫為RCB）。 LiFePO4的充放電機(jī)理： 鋰離子電池的正負(fù)極都采用了可以使鋰離子插入和脫出的電活性物質(zhì)，在充放電循環(huán)過(guò)程中，鋰離子在正負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)完成電荷和電極的物相變化。鋰離子電池工作原理示意圖如 61： 圖 61 鋰離子電池工作原理圖 其充分放電反應(yīng)方程式如下： 充電反應(yīng)： LiFePO4→ Li1x FePO4+x FePO4+xLi++xe 放電反應(yīng)： FePO4+xLi++xe→ x LiFePO4+(1x) FePO4 由上述反應(yīng)方程式可以看出： LiFePO4 鋰離子電池的充放電是在 LiFePO4 和 FePO4 兩相之間進(jìn)行，并有部分 LiFePO4和 FePO4未參加反應(yīng)。這說(shuō)明鋰離子在脫出、嵌入過(guò)程中，受擴(kuò)散控制，不能完全發(fā)生反應(yīng)。 采用磷酸鐵鋰為正極材料，平臺(tái)電壓為 ，充電方式為恒流恒壓（ CCCV）。采用磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池，可以進(jìn)行快速充電，電池1C 循環(huán) 1000 次，容量保持 85%以上。 磷酸鐵鋰電池 1C 循環(huán)壽命圖 圖 62 磷酸鐵鋰電池 1C 循環(huán)壽命圖 工藝流程 本項(xiàng)目電池工藝流程如下圖 63 所示： 圖 63 電池工藝流程圖 主要生產(chǎn)工藝說(shuō)明 配料，包括以下各種方法： （ 1）以循序配制法配制以 N甲基 2吡咯烷酮 為介質(zhì)的正極漿料，所需材料為：聚偏二氟乙烯4%10%、磷酸鐵鋰 86%%、導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑0%4%和導(dǎo)電石墨 0%4%中的一種或幾種混合 物；N甲基 2吡咯烷酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比 =1:；導(dǎo)電劑和磷酸鐵鋰均需在 100130℃烤箱內(nèi)烘烤 38 小時(shí)；將聚偏二氟乙烯加入 N甲基 2吡咯烷酮攪拌 34 小時(shí)候，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?13 小時(shí)，最后加入磷酸鐵鋰攪拌 35 小時(shí)成粘稠的獎(jiǎng)狀。 （ 2）配制以水為介質(zhì)的負(fù)極漿料，所需材料為：石墨 93%97%、超導(dǎo)炭黑 0%3%、導(dǎo)電石墨0%3%、羧甲基纖維素鈉 1%3%、丁苯橡膠乳液固含量 2%4%，水為所有前述物質(zhì)總量的 100%160%即固液比 1： 1～ %；將羧甲基纖維素納加入水中攪拌 45 小時(shí)，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)碳黑或?qū)щ娛珨嚢?12 小時(shí)，加入石墨攪拌 35 小時(shí)，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌 小時(shí)成漿狀。 涂布：將攪拌好的正極或負(fù)極漿料均勻的涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長(zhǎng)度不得超過(guò)涂層的 1/2，然后進(jìn)入涂布機(jī)烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體； 涂布中須注意不可有劃痕，漏基體，縱橫方向上的偏輕偏重現(xiàn)象；無(wú)論正極或是負(fù)極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預(yù)熱區(qū)段進(jìn)入涂布機(jī)的烘干巷道，絕對(duì)不可倒置；預(yù)熱區(qū)段的溫度 為 90℃或以下，中溫區(qū)段的溫度在 11O℃ 130℃之間、高溫區(qū)段的溫度在 120℃ 140℃之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時(shí)，負(fù)極漿料的溫度較正極漿料的溫度稍高 10℃ 15℃，以水為介質(zhì)的漿料溫度較N甲基 2吡咯烷酮為介質(zhì)的漿料溫度稍高 10℃ 15℃；涂布的線速度在每分鐘 2m4m 的范圍內(nèi)調(diào)整； 烘烤：極片涂布完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤 24 小時(shí)，真空度不低于 ，烘烤溫度為 100℃ 130℃，每隔 35 小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤?，并保?30 分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度 降至 50℃以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序； 輥壓：輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為 180um 280 um，輥壓后的厚度為 100 um 165 um；負(fù)極在輥壓前的厚度約為 1 40 u m 200 um，輥壓后的厚度為 70 um 120 um； 制片：正極裁切為帶有大葉單極耳的矩形片，極耳為沒有涂層的鋁箔；負(fù)極裁切為帶有大葉單極耳的矩形片，極耳為沒有涂層的銅箔；制作極耳的方法為裁切或剪切沖壓方式直接加工出成型的極片；大葉極耳的最大寬度小于極片寬度的 1/3，大葉極耳的高度小于極片 高度的 1/2,正負(fù)極極耳寬度相同，長(zhǎng)度相同；正極片長(zhǎng)度小于負(fù)極片長(zhǎng)度l6mm，正極片寬度小于負(fù)極片寬度 l 6mm； 隔膜采用具有微孔結(jié)構(gòu)且電流切斷溫度低的20 um 60 um 厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長(zhǎng)條狀；隔膜對(duì)折后長(zhǎng)度大于負(fù)極片長(zhǎng)度 3 lOmm，隔膜寬度大于負(fù)極片寬度 3 lOmm； 烘烤：極片制作完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤 24 小時(shí)，真空度不低于 ，烘烤溫度為 100℃ ~130℃，每隔 35 小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤?，并保?30 分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降 至 50℃以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序； 疊片：先將負(fù)極片放入對(duì)折的隔膜中心，負(fù)極片底部與隔膜對(duì)折處對(duì)齊，然后放入使用 PVC板材制作出的疊片模具中，作為第一層，疊片模具 和隔膜的尺寸大小一致；將正權(quán)片放入對(duì)折的隔膜中心，正極片底部與隔膜對(duì)折處對(duì)齊，然后放入疊片模具中，作為第二層；直接將負(fù)極片放入疊片模具中心，作為第三層；放入包好隔膜的正極片作為第四層，以此類推，根據(jù)電池容量要求，疊相應(yīng)數(shù)量的正極、負(fù)極；最上面一層為包好隔膜的負(fù)極片；疊片時(shí)要保證所有的正極極片極耳在一側(cè)，負(fù)極極片極耳在另一側(cè)；疊片完 畢，將疊好的電芯使用黃色寬為 6 lOmm 的高溫膠帶，包上電芯的底部和側(cè)面，固定好極片，防止錯(cuò)位造成短路；最后使用隔膜小條，將電芯底部和側(cè)面包住，使其不漏出極片邊緣； 注液：電池使用半自動(dòng)真空注液機(jī)注液，注液的同時(shí)通入高純氮?dú)饣驓鍤?；注液量在；所采用的多元電解液如下：六氟磷酸?/乙烯碳酸酯：二甲基碳酸酯：二乙基碳酸酯，溶劑比例為 ~ ： ～： ~ ；或六氟磷酸鋰 /乙烯碳酸酯：乙基甲基碳酸酯：二乙基碳酸酯，溶劑 比例為 ～： ~ ： ~ ；或六氟磷酸鋰 /乙烯碳酸酯：二甲基碳酸酯：乙基甲基碳酸酯，溶劑比 例為 ~ ： ~ ： ~ ；六氟磷酸鏜 /乙烯碳酸醣：二甲基碳酸酯：乙基甲基碳酸酯：二乙基碳酸酯，溶劑比例為 ~ ： ~ ： ~ ： ~ ； 化成：化成工序必須一次性不間斷地完成，化成曲線應(yīng)光滑連結(jié)，電流應(yīng)控制在 鐘→ 0， IC/120 分鐘 → ，恒流充滿后轉(zhuǎn)為恒壓繼續(xù)充，務(wù)求一次性充足； 分容：將電性能各項(xiàng)指標(biāo)均符合工藝要求的電池與各項(xiàng)電性能指標(biāo)未達(dá)工藝要求的電