高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告(留存版)

　　

【正文】 高 性 能 鋰 離 子 動 力 電 池 及 磷 酸 亞 鐵 鋰 材 料 產 業 化 建 設 項 目可 行 性 研 究 報 告—2—圳特區投資興建的某綠色電動源（深圳）有限公司是目前規模全球最大的鋰動力電池生產企業，最先在全世界產業化生產鋰動力電池，自 1999 年投產以來，產品已遠銷歐美等地?，F在，世界能源消費以石油換算約每年 120 億噸，以這種消費速度，到 2022 年，石油首先將出現枯竭，到 2025 年，石油、天然氣將終結。 項目概況 建設地點高 性 能 鋰 離 子 動 力 電 池 及 磷 酸 亞 鐵 鋰 材 料 產 業 化 建 設 項 目可 行 性 研 究 報 告—5—項目一廠區位于某市龍山區向陽街連陽路 166 號，某經濟開發區友誼工業園區內，廠區占地面積為 。本項目建設投資具體構成如下：建筑工程費： 萬元；設備購置費 萬元；安裝工程費： 萬元；高 性 能 鋰 離 子 動 力 電 池 及 磷 酸 亞 鐵 鋰 材 料 產 業 化 建 設 項 目可 行 性 研 究 報 告—7—工程建設其它費用： 萬元；基本預備費： 萬元。該類電池適應30℃至 75℃環境溫度下充放電。在全球能源與環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，應用前高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—13—景之廣闊，使用范圍之宏大，深受各國重視。 產品方案本項目產品方案詳見表3－2。廠址距市中心8km，距某市火車站5km。本項目一廠區建設廠址在友誼園區內，目前已有 138 戶企業落戶于該園區。高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—24—第六層 粉土：褐色，黃褐色，濕，中密～密實狀態，夾粉質粘土。場地類別為Ⅱ類，屬建筑抗震一般地段。高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—28—第五章 技術方案、設備方案、工程方案 項目組成本項目主要由生產工程、輔助及公用工程、服務性工程、廠外工程組成，具體構成如下：主要生產工程生產車間輔助及公用工程充電站倉庫配電室泵房機修車間門衛、圍墻、大門污水處理站蓄水池廠區道路廠區硬化路面廠區綠化服務性工程辦公樓職工食堂、宿舍及車庫實驗樓職工宿舍及活動中心高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—29—廠外工程電動汽車充電站（含充電站配電室）排水管網工程 技術方案 項目建設的原則先進性。納米材料有著一系列特性，如量子尺寸效應，小尺寸效應，表面效應和量子隧道效應，因而帶來在光、電、磁、聲乃至超導等方面與宏觀特性顯著不同，使得它們在磁性材料、電子材料、光學材料、高致密材料的燒結、催化、傳感等方面有著廣泛應用的背景。②成本低：在保證良好的性能前提下，生產成本較目前常用的工藝技術低 1 倍?？朔壳吧a中常用的電池膠粘劑對正、負極物質微粒粘接性能和對電池的集流體金屬的粘接性能均差，從而使電池的容量和壽命降低的問題。粉塵、噪聲鋰源 鐵源 磷源預處理 預處理 預處理混合球磨處理干燥高溫煅燒粉碎處理分級包裝產品分級的尾料做晶種粗料研磨CO2圖 磷酸亞鐵鋰材料的生產工藝流程框圖高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—37— 設備方案 設備選擇原則主要設備選型與項目建設規模、產品方案、工藝、技術方案相適應，滿足項目要求。提高連續化、大型化生產要求。各工序生產過程簡述如下：(1)合漿工序將磷酸鐵氟鋰、導電膠、粘合劑及純凈水加入正極合漿機內，攪拌成正極漿料。④安全可靠。由于納米材料具有小尺寸效應和表面效應，而化學電源中的活性材料正在與這些效應相關。實用性。二廠區：根據場地勘察，綜合判別場地上部土質一般，第 3 層粉質土為軟弱土層，但土層分布均勻穩定考慮基礎造價及建筑載荷較小等因素，建議以天然地基為首選方案，當采用天然地基不能滿足要求時，可采用超流態混凝土灌注樁。第七層 粉質粘土：褐色，可塑狀態，夾粉土，中壓縮性。某市年平均氣溫為 ℃，最熱月(7 月)平均氣溫為 ℃，最冷月(1月)平均氣溫為零下 ℃，年極端最高氣溫為 ℃，年極端最低氣溫為－℃，無霜期為 128～137 天，年平均相對濕度為58％，最大積雪深度為 270mm。廠區周圍無大的污染源，環境質量良好。本項目產品主要技術標準詳見表 3－3－3－3－6。我國在鋰離子電池研發方面也取得了很大的進展和豐碩成果，可以生產小型的鋰離子電池和鋰離子二次電池。除非人為惡意將電池作破壞性試驗，否則該類電池不會因內部短路而起火燃燒。本項目建設期利息 萬元，由建設單位自籌解決。五個電動車充電站建設地點分別位于：西安區太安街、龍山區東吉大路、龍山區北環路、開發區連陽路、龍山區向陽大街。因此，發展替代傳統石油的新能源——鋰動力電池及材料已迫在眉睫。目前，企業總資產 億元，其中固定資產 億元；現有在編人員數量 200 人，其中管理人員 35 人、專業技術人員 20人、其他工作人員 145 人；現有中、高級職稱 11 人；現有場區占地面積 萬 m2；建筑物總面積 萬 m2；現有設備408 臺（套） ，合計設備資產總值為 萬元。隨著石油資源的短缺，人類將必然會選擇電動能源。供電本項目電源來自某經濟開發區供電公司城西變電所，該變電所距擬建廠址約 5km。經測算，項目建成后，平均年營業收入 萬元、利潤總額 萬元，項目總投資收益率 ％，稅前財務內部收益率 ％，可滿足項目基準收益率 12％要求，從財務評價的角度看，項目可以接受。但當系統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過充放電，甚至會出現個別單體電池最高電壓達到 5 或 10V；而同時也會出現個別單體電池放電時電壓為 或者 OV。目前，在我國主要用于 IT 行業的移動電話、筆記本電腦和攝像機等高價值通訊設備，預計，二年之內我國使用鋰離子電動移動電話達 億部，筆記本電腦 200 萬部，年銷售額約 800 億人民幣。項目選址區域的地質條件良好。 廠址條件 項目所在區域城市概況某市位于某省南部，長白山與松遼平原過渡地帶，地理坐標為東經 124176。某市區歷年大風次數平均為 25 次，瞬間最大風速為 ，出現在 1983 年 6 月 8 日，全年主導風向為西南風。第三層 粉質粘土：灰色、灰褐色，飽和、軟塑的流塑狀態，灰粉土，高壓縮性，分布均勻層厚 ～。 公用工程建設條件高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—26— 一廠區公用工程建設條件給、排水廠址北側的連陽西路上有市政供、排水管網接入口可以連通。采用先進生產技術，在保證產品質量和成本合理的前提下，對擬購置的主要設備進行國內采購。通過高節粒子粒徑，可使放電容量達到最佳值。②容量高（是現在生產用的 倍） 。(3)切片工序首先將涂膜成的極片送到烘干機里，烘干 5h，溫度 80℃。力求通過先進的技術裝備，達到世界先進水平，進而提高企業和產品在國內外市場上的競爭力。本項目產品――鋰離子動力電池的工藝流程框圖詳見圖高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—34—。②對活性物質（正、負極）微粒的粘結性能優良。本項目利用某公司具有自主知識產權的專利、專有技術。項目成果特點和水平本項目利用電化學、材料科學、冶金、電子等學科知識，研高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—30—制采用合金化、活化、炭化、表面處理等方法改進鋰離子動力電池材料的正、負極材料性能，通過優化選擇等方法降低電池的內阻，提高電池的能量密度。供電高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—27—本項目電源來自某市城郊供電所，該供電所距擬建廠址約5km。二廠區：項目廠址地下水的類型及埋藏，分布特點：廠區地下水屬潛水類型，貯于第 4～6 層土體中，勘探鉆孔中地下水初見水位 ～，水位標高 ～，穩定水位 ～，穩定水位標高 ～。第三層 粉質粘土：灰色、灰褐色，飽和、軟塑的流塑狀態，灰粉土，高壓縮性，分布均勻層厚 ～。本項目擬建的一廠區在某經濟開發區內。本項目建設廠址地面較平整，建設條件、自然條件良好。本項目主要建（構）筑物工程內容詳見表 3－1。但傳統蓄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，發現根本消除不了二大問題： 　　比能量低（一次性充電達不到理想的續駛里程）；　　比功率小（加速爬坡能力低，在大電流放電時很難趨于平衡狀態）。處理后的疊層電池片放在多層塑鋁薄膜袋中，經減壓干燥，在干燥密閉惰性氣氛下注加有機電解液（LiPF 6，EC/EMC 溶液等）后熱封口，充電后就成為鋰離子電池。某市電力部門負責將 10kV 電源引自本項目擬建廠址紅線，最大供電能力 36500kVA。新型高性能鋰動力電池及材料的建設對發展新能源替代不可再生的石油資源，起著極其重要的戰略意義。新的用電器具的發展和保護環境的要求已成為推動電池工業快速發展的兩大主高 性 能 鋰 離 子 動 力 電 池 及 磷 酸 亞 鐵 鋰 材 料 產 業 化 建 設 項 目可 行 性 研 究 報 告—3—要因素。 可行性研究報告編制依據國家發展計劃委員會計辦投資[2022]15 號文審定出版的《投資項目可行性研究指南》（試用版）；某省人民政府關于印發某省“十一五”重點專項規劃的通知（吉政發[2022]20 號）；《某省國民經濟與社會發展“十一五”規劃綱要》；《振興某老工業基地規劃綱要》；某新能源股份有限公司委托某省工程咨詢科技公司編制可行性研究報告的合同書；建設單位提供的有關基礎資料。為使本項目產品更具有帶動、推動及示范效應，某公司決定在近期上公交車 50 輛，目前，該公司已經向一汽訂購 20 臺純電動中巴客車，在某 5 條公交線試運行，以及上 300 臺電動出租車，在市區運行，將來全部采用電動車，某市將成為中國第一個純電動汽車示范市。排水廠區西側的北環公路上近期內將鋪設市政排水管網，可供本項目使用。采用澆鑄或擠壓的方式可制成正負極薄片，負極集電體為銅箔，正極為鋁箔，電池負極涂膜材料主要為石墨，電池正極涂膜材料以磷酸亞鐵鋰為主，本項目采用固相合成法年產磷酸亞鐵鋰材料（為中間產品）10000t，全部用于生產鋰離子動力電池原料，不足部分外購。如果中國的汽車業以當前 12%的年均增長率發展，那么未來 25 年里，中國將新增 億輛汽車。綜上所述，本項目產品市場前景是十分廣闊的。廠址北側的連陽西路與市內多條道路相連通，交通運輸十分便利。地貌屬低山丘陵區，以丘陵為主，海拔最高 ，最低 。根據中國地震烈度區劃圖，廠區所在地不屬于地震頻發區。第七層 粉質粘土：褐色，可塑狀態，夾粉土，中壓縮性。 二廠區公用工程建設條件給水廠區內目前沒有城市自來水管線，本項目采用地下水作為項目供水水源。安全和環保。但是不能忽略另一方面，納米粒子徑小，通過交流電導測高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—31—定其晶粒電阻很小，但晶粒間的晶界電阻增大很多。③成本低。(7)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控，化成時間在 24 小時。設備購置詳見表5－5－5－3。(5)封口工序將成品電芯送入干燥機干燥 5 小時，溫度 110℃，將干燥完的電芯放入電池盒內封口。高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—32—(3)電解質材料技術特點：①性能穩定，能長期存放。通過表面積測定 ，納米比常規表面積呈數量級的增大。適應市場變化。供熱本項目建筑物冬季采暖供熱來自于某經濟開發區集中供熱熱源，供熱管網已接入建設廠址處。第六層 粉土：褐色，黃褐色，濕，中密～密實狀態，夾粉質粘土。根據中國地震烈度區劃圖，廠區所在地不屬于地震頻發區。13＇。廠區北側臨近（中間隔連陽西路）某市三海機電有限公司舊廠區；南側為山坡和樹林；西及東側臨近無線電一廠職工宿舍。電動汽車是發展方向，而動力電池作為動力汽車的關鍵組件，其市場需求必然伴隨電動汽車的崛起而迅速發展起來，成為一個高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產業化建設項目可行性研究報告—14—大產業。如果將每年的 10%燃油公交車改用電動能源，每年必須確保不少于 1600 億人民幣的鋰離子動力電池的需求。項目實施階段，要加強監督管理工作，確保工程質量。交通條件本項目建設廠址北部與市政道路――連陽西路相連通，交通便利。本項目產品是某能源集團有限公司的攻關項目成果，已在全球申請多項世界發明專利，擁有自主知識產權，產品綜合性能領先國際先進水平。某公司成為“國家 863 計劃鋰動力電池研究開發中心”基地，作為電動汽車核心技術的鋰動力電池是該專項的關鍵所在。2022 年，全球約有 8 億 6 仟萬輛燃油汽車在奔跑，一年耗掉約三億八仟萬噸石油（其中美國每年汽車保有量為 8600 萬輛，每24 小時就耗掉 2750 萬桶石油；我國