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高性能鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告(參考版)

2025-06-05 08:50本頁面
  

【正文】 電池化成 將注液后的電池放到充電機上對電池進行化成,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。 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。然后將烘干好的極片放到切片機上進行切斷。 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。各工序生產(chǎn)過程簡述如下: 合漿工序 將磷酸鐵鋰、導電膠、粘合劑及純凈水加入正極合漿機內(nèi),攪拌成正極漿料。 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);輔助及公用工程設備 117 臺(套)。 總計建筑面積 127829 ㎡ 。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)品充放電標準 本項目產(chǎn)品充放電標準詳見表 3- 3- 3- 4。目前此項技術已經(jīng) 得到成功應用(已小批量投放市場),其新技術的成功應用將帶到整個汽車行業(yè)的技術進步,使產(chǎn)品需求市場空間更加廣闊。 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。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 6 億噸。 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)廠商的認可。如能量密度、充放電速度等,因此并不被認為是未來的發(fā)展方向。 磷酸鐵鋰動力電池是發(fā)展方向,動力電池技術是混合動力汽車發(fā)展的關鍵: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,核心技術在電池技術上的突破。 我國燃料電池汽車領域的資深專家、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到年產(chǎn) 100 萬輛的規(guī)模。其同時預測,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。美國高速公路管理局樂觀預測,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_近 300萬輛。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)?;?、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。 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。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)。 產(chǎn)品的技術保障 為保證本項目產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展,為用戶提供更多更好的產(chǎn)品和服務,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。改進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,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。 現(xiàn)在 為每塊電池建立了生產(chǎn)制程關鍵指標的檔案,對分容及組合設備的硬件、軟件進行開發(fā)性改進,增加功能,提升精確度;對電池各數(shù)據(jù)進行條形碼式數(shù)據(jù)庫管理。 (4)改進了分容篩選及組合工藝。該栓接工藝增加了打孔設備及打孔夾具,增加了設備投入,增加了崗位設置,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。 (3)改進了極耳連接工藝。 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,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。為汽車電池的發(fā)展奠定了實質(zhì)性的進步基礎。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,短路返修導致隔膜浪費的情況對成本影響很大。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,擬從國外引進先進設備,改進為隔膜袋式的組裝工藝。從源頭上對電解液的特定使用性能進行了保證。 (4)進行了正、負極,電解液的交叉對 比實驗,選擇了性能最佳的正、負極,電解液搭配組,并且保證了最少三個供應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。我們的技術專家通過研究創(chuàng)新,設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。 (3)設計研制出了新的極柱。并依據(jù)每款產(chǎn)品的不同工藝,對生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進行了兼容改造和特殊配套。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(相當于鋼殼電池成本的五分之一)。改進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。 技術創(chuàng)新 (1)研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的配方。新改進的工藝能最大程度的提高產(chǎn)品的產(chǎn)出率和良品率,最大程度的降低了成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 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 18 / 82 技術工藝特點及優(yōu)勢 產(chǎn)品技術工藝特點及優(yōu)勢 鋰源動力電池研究院專家 結(jié)合行業(yè)最先進經(jīng)驗,結(jié) 合自身多年實際經(jīng)驗,通過軟件與硬件,理論與實踐的交叉優(yōu)化,對技術和工藝以及產(chǎn)品等進行了創(chuàng)新。產(chǎn)品性能的提高,也使得鋰離子電池的應用領域得到了空前拓展,特別適合應用于電動車動力電源。能夠在 1C,2C,5C 大電流下進行充放電(與最初發(fā)現(xiàn) LiFePO4 的放電電流相比,電流擴大了 20~ 50 倍)且循環(huán)性能較好,目前做到 1000 個循環(huán)仍能保持最初容量的 90%以上。目前國際上還未有關于此種包裹方法的報道。此研究院為民間自發(fā)組織的學術研究組織,其成員囊括了國內(nèi)最具權(quán)威的鋰電池研究專家,是一支陣容強大的專家技術支持團隊。 綜上所述,本項目用具有自主產(chǎn)權(quán)的“高性能磷酸鐵鋰動力電池”生產(chǎn)技術,實現(xiàn)批量生產(chǎn)是完全符合國家相關產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向 ,屬于國家支持發(fā)展產(chǎn)業(yè),與國家電動汽車技術發(fā)展總體思路、原則、目標是相一致的。環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網(wǎng)絡、到位的服務。合適的車型、經(jīng)濟的配置。 8) 、以目標市場需求為依據(jù),提供實用、合適車型滿足之,力求做到技術、經(jīng)濟、實用、功能諸方面的綜合統(tǒng)一。 7) 、機械、電氣裝置耐用 少維修。 5) 、根據(jù)車輛用途和行駛場合設定最高車速,且不得超過交通法規(guī)的限定值,以選擇合理電動機的功率和配置電池組容量。 4) 、電動機組應有高效率的能量轉(zhuǎn)換。且具有耐久的壽命,具備超快充電( 2~ 3C 以上電流)的功能。 2) 、電動車輛是以電為能源,由電動機驅(qū)動行駛的,不再產(chǎn)生新的污染,不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 16 / 82 再產(chǎn)生易燃、易爆之隱患。 將來符合國際和符合市場需求的純電動汽車必定遵守以下幾項: 1) 、電動車輛研發(fā)制造運營必須符合國家各項相關法規(guī)。 國家發(fā)政委“新能源汽車公告管理辦法和實施細則”已于 20xx 年 11 月 1日施行。沒做到位、不完 善則要受其制約。但必須規(guī)劃、設計成型后實施,以免徒勞。對此我們認識到了,正在為此做出不懈努力。 公用超快充電站是純電動汽車商業(yè)化的基礎設施,將它做完善到位了 才能使前者暢行無憂,反之則受其制約和影響。電動機有輪轂電機、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機、有單電機驅(qū)動、多電機驅(qū)動和組合電機驅(qū)動等。 純電動汽車的驅(qū)動電機目前有直流有刷、無刷、有永磁、電磁之分,再有交流步進電機等,它們的選用也與整車配置、用途、檔次有關。 純電動汽車時速和啟動速度取決于驅(qū)動電機的功率和性能,其續(xù)行里程之長短取決于車載動力電池容量之大小,車載動力電池之重量取決于選用何種動力電池(如鉛酸、鎳氫、鋰電池等 ),它們體積,比重、比功率、比能量、循環(huán)壽命都各異。 純電動汽車之品質(zhì)差異取決于這四大部件,其價值高低也取決于這四大部件。 與國家電動汽車技術發(fā)展總體思路、原則、目標等相關情況 純電動汽車,相對燃油汽車而言,主要差別(異)在于四大部件,驅(qū)動電機,調(diào)速控制器、動力電池、車載充電器。 綜上所述,本項目產(chǎn)品市場前景是十分廣闊的 。據(jù)專家分析, 21 世紀,中國將成為電池及電池材料的王國,無論從資源角度,還是從環(huán)境保護角度,電動汽車均會得到快速發(fā)展,市場占有率將快速增長。事實證明,磷酸鐵鋰動力電池正是延續(xù)再生的清潔能源,不僅徹底替代污染的鉛酸電池,而且將使人類從綠色零排放的陸路交通擴展到海洋電動船、天上電動飛機等交通行業(yè)和礦產(chǎn)部門,成為綠色新能源,使能源結(jié)構(gòu)向潔凈方向發(fā)展。這對磷酸鐵鋰電池的運用并未包括儲能電源, UPS 備用電源,電動自行車和電動摩托車電源,光伏電站,太陽燈及風力綠色照明系統(tǒng)等領域。而磷酸鐵鋰電池作為動力電池的首選,市場需求量遠遠大于便攜式鋰離子電池。我國在鋰離子電池研發(fā)方面也取得了很大的進展和豐碩成果,可以規(guī)?;a(chǎn)小型的鋰離子電池和鋰離子二次電池。在全球能源與環(huán)境問題越來越嚴峻的情況下,以蓄電池為主要動力源的交通工具,應用前景之廣闊,使用范圍之宏大,深受各國重視。 磷酸鐵鋰動力電池的產(chǎn)生,對使用大功率、大能量的驅(qū)動使用設備提供了新的憧憬。 2)、壽命短(鉛酸電池壽命頂多 300 次,而磷 酸鐵鋰電池可達 20xx 次)。但傳統(tǒng)蓄電池(鉛酸電池)做為一種大功率、大容量的動力電源,并沒有解決其本身的致命弱點,人們在成千上萬次的試驗中,發(fā)現(xiàn)根本消除不了三大問題: 1)、比能量低(體積大,重量大 ) ,十分笨重。到 2030 年,中國的乘用車總量可達 億輛,大約是那時世界汽車總數(shù)的 30%,這樣龐大的汽車數(shù)量將對能源和環(huán)境 產(chǎn)生巨大壓力。 目前,中國已經(jīng)成為全球第二大汽車市場,到 2030 年,預計將趕超美國,位列第一。 市場需求分析 調(diào)查表明,目前我國每天 約 230 萬輛燃油公交車在各大城市鄉(xiāng)村中運營,每年要花去約 5600 億人民幣去全球搶購石油,而且公交車輛的數(shù)量逐年以 10%速度在增長。但當系統(tǒng)組合這類電池在長期充放電使用中,如果沒有均衡充放電保護裝置,會造成個別單體電池出現(xiàn)過充放電,甚至會出現(xiàn)個別單體電池最高電壓達到 5 或更高;而同時也會出現(xiàn)個別單體電池放電時電壓為 或者更低。 4)、該類電池是用作 移動式動力源最理想的電池。 3)、該類電池不會由于過充或過放電而發(fā)生意外。 2)、一般在常規(guī)環(huán)境中保持充電電壓≤ ;放電電壓≥ 時,該類電池的循環(huán)壽命大于 20xx 次以上。化成后的鋰離子需經(jīng)過老化,分容,篩選擬合等工序,經(jīng)組裝測試形成電池組,外加電池管理系統(tǒng) BMS 和充電裝置,成為各領域需要的最終產(chǎn)品。正、負極片與隔膜層疊組裝,形成電池包,裝入電池殼。正、負極活性物質(zhì)經(jīng)加工形成漿料,再涂于集流體上,經(jīng)輥壓分切,形成正、負極片。磷酸鐵鋰動力電池這一高科技能源,從生產(chǎn)到使用過程沒有任何環(huán)境污染,未來不但可以取代對環(huán)境有污染和地球即將枯竭的石油能源,而且,對全世界保護人類生存環(huán)境,促進環(huán)保事業(yè)的發(fā)展存著極其重要意義。因而磷酸鐵鋰動力電池及其相關原材料的發(fā)展,也將促進國際航空高科技的發(fā)展。目前及將來 IT 領域及太陽能、風能等儲能電池也可以廣泛使用磷酸鐵鋰動力電池替代鉛酸等污染類電池作為最理想最有效的儲能裝置及大功率 UPS 不間斷電源,這都是理想的必備
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