高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告-資料下載頁

　　

【正文】 的化合價，就會帶來化學(xué)性質(zhì)異常。可以設(shè)想，作為電極活性材料，表面增大，會降低電流密度，極化減少，會導(dǎo)致放電容量增大，使之可能具有良好的電化學(xué)活性。通過高節(jié)粒子粒徑，可使放電容量達到最佳值。納米粒子的表面效應(yīng)是納米微粒的特性之一。粒子小，表面各增大，活性中心增加，反應(yīng)場所增多，顯然在電極反應(yīng)中，電流以密度可以降低，極化減少，因而放電容量增大。通過表面積測定 ，納米比常規(guī)表面積呈數(shù)量級的增大。同時通過電極分維系數(shù)的測定，證實納米電極的粗糙較常規(guī)粒徑樣大，有利于反應(yīng)的進行。但是不能忽略另一方面，納米粒子徑小，通過交流電導(dǎo)測高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)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。因此整個電極的電導(dǎo)率取決于晶粒電阻和晶界電阻之間的折衷而得到一個最佳值。本項目在研制中得到這個最佳值。本項目利用某公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利、專有技術(shù)。此專利、專有技術(shù)具有先進性，創(chuàng)造性和實用性。其技術(shù)特點分述如下：(1)動力電池專利技術(shù)特點：①性能高，比功率 1100W/kg，比能量 460Wh/L，電池反復(fù)充放電無任何記憶效應(yīng)，能在40℃至 85℃環(huán)境溫度下正常工作，普通城市公交大客車改裝為純電動車，一次充電續(xù)行里程在300～600km 范圍，還可適應(yīng)快速充電，電動車電池的使用壽命高達 60 萬 km 以上。②成本低：在保證良好的性能前提下，生產(chǎn)成本較目前常用的工藝技術(shù)低 1 倍。③生產(chǎn)工藝簡化，便于操作，便于產(chǎn)業(yè)化。④安全可靠。⑤生產(chǎn)過程無三廢污染，可循環(huán)回收再造。(2)正負極材料技術(shù)特點：①均勻性，一致性好。②容量高（是現(xiàn)在生產(chǎn)用的 倍） 。③內(nèi)阻低。④克服了目前用的負極材料受溶劑影響程度大，與有機溶劑兼容能力差，使嵌鋰離子能力下降和過放電發(fā)生爆炸、燃燒等危險和電效率低的問題。高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—32—(3)電解質(zhì)材料技術(shù)特點：①性能穩(wěn)定，能長期存放。②工藝簡化，便于操作，便于產(chǎn)業(yè)化。③成本低。④導(dǎo)電率高，要適應(yīng)40～85℃充放電。(4)膠粘劑技術(shù)特點：①對電池的集流體金屬的粘接性能優(yōu)良。②對活性物質(zhì)（正、負極）微粒的粘結(jié)性能優(yōu)良。③有利于提高電池的循環(huán)壽命。④可直接采用蒸餾水替代昂貴的 PVDF 有機溶劑作混料。克服目前生產(chǎn)中常用的電池膠粘劑對正、負極物質(zhì)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。 生產(chǎn)工藝技術(shù)方案 鋰離子動力電池的生產(chǎn)工藝技術(shù)方案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：(1)合漿工序?qū)⒘姿徼F氟鋰、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極合漿機內(nèi)，攪拌成負極漿料。(2)涂膜工序?qū)嚢韬玫臐{料通過涂膜機涂在正極板（鋁箔）和負極板高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—33—（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。(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℃。然后將烘干好的極片放到切片機上進行切斷。(4)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，然后通過沖孔后裝用極柱，并用萬用表檢測電芯是否短路。(5)封口工序?qū)⒊善冯娦舅腿敫稍餀C干燥 5 小時，溫度 110℃，將干燥完的電芯放入電池盒內(nèi)封口。(6)注液工序?qū)⒎饪诤蟮碾姵赝ㄟ^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。(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(jiān)控，化成時間在 24 小時。(8)大電流檢測及入庫將化成后的電池串聯(lián)在一起，通過 5000A 的電流檢測臺對其進行電流檢測，在化成檢測過程中，主要監(jiān)控短路、漏液等現(xiàn)象。將檢測合格的化成后的電池入庫。本項目產(chǎn)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(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—34—。高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—35—圖 鋰離子動力電池的生產(chǎn)工藝簡圖 磷酸亞鐵鋰材料的生產(chǎn)工藝技術(shù)方案本項目產(chǎn)品――磷酸亞鐵鋰材料的主要生產(chǎn)方法簡述如下：將主要原料磷酸鐵、碳酸鋰、鐵紅、磷酸二氫鋰經(jīng)預(yù)處理正極合漿 負極合漿磷酸鐵氟鋰導(dǎo)電膠、粘合劑 蒸餾水石墨導(dǎo)電膠、粘合劑蒸餾水正極漿料 負極漿料正極涂膜 負極涂膜鋁箔 銅箔真空干燥正極板 負極板剪片、滾壓、檢測配對裝極片干燥、封口注 液化 成檢測入庫有機廢氣 有機廢氣邊角廢料高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—36—（在 N2氣氛中 300℃左右加熱 36h）后按照一定計量比混合均勻，經(jīng)過攪拌球磨機處理后成粉末，進入噴霧干燥機中造粒，在進入氣氛保護燒結(jié)爐中進行 800 度高溫煅燒，加熱用的是電能，生成磷酸亞鐵鋰，然后進入粉碎機中進行粉碎和分級機中分級包裝。本項目產(chǎn)品――磷酸亞鐵鋰的工藝流程框圖詳見圖 。粉塵、噪聲鋰源 鐵源 磷源預(yù)處理 預(yù)處理 預(yù)處理混合球磨處理干燥高溫煅燒粉碎處理分級包裝產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—37— 設(shè)備方案 設(shè)備選擇原則主要設(shè)備選型與項目建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝、技術(shù)方案相適應(yīng)，滿足項目要求。適應(yīng)產(chǎn)品品種和質(zhì)量要求。提高連續(xù)化、大型化生產(chǎn)要求。 體現(xiàn)設(shè)備的先進性、可靠性、成熟性。在滿足機械功能和生產(chǎn)過程的條件下，力求經(jīng)濟合理，立足于國內(nèi)。力求通過先進的技術(shù)裝備，達到世界先進水平，進而提高企業(yè)和產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上的競爭力。 設(shè)備選擇本項目為新建項目，設(shè)備全部國內(nèi)采購。擬購置鋰離子動力電池 42 條生產(chǎn)線設(shè)備，其中，一廠區(qū)購置 10 條，二廠區(qū)購置 32條；擬購置磷酸亞鐵鋰生產(chǎn)線設(shè)備 10 條，全部為一廠區(qū)設(shè)備；購置輔助及公用工程設(shè)備 310 臺（套） 。設(shè)備購置詳見表5－5－5－3。高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—38—鋰 離 子 動 力 電 池 生 產(chǎn) 線 設(shè) 備 購 置 一 覽 表（ 一 條 生 產(chǎn) 線 設(shè) 備 ， 生 產(chǎn) 能 AH/a）表 5－1序 號 設(shè) 備 名 稱 規(guī) 格 型 號 功 率 (kW) 單 位 數(shù) 量 生 產(chǎn) 廠 家1 正 極 合 漿 機 　 組 1 美 力2 負 極 合 漿 機 　 組 1 美 力3 正 極 雙 面 涂 布 機 ML8M/S 50 組 1 美 力4 負 極 雙 面 涂 布 機 ML8M/S 50 組 1 美 力5 正 極 單 面 涂 布 機 ML8M/S 60 組 2 美 力6 負 極 單 面 涂 布 機 ML8M/S 60 組 2 美 力7 電 子 臺 秤 TCS100 　 個 2 上 海8 合 漿 機 鋼 架 *1*1m 　 個 2 深 圳9 合 漿 機 踏 步 架 ** 　 個 2 自 制10 極 片 鋼 架 　 　 個 4 自 制11 極 片 稱 重 平 臺 ** 　 個 2 自 制12 計 重 秤 　 　 個 2 三 峰 牌13 半 自 動 疊 片 機 MLLP300 　 臺 10 美 力14 半 自 動 疊 片 機 MLLP400 　 臺 10 美 力15 沖 床 （ 開 式 可 傾 壓 力 機 ） JB2310 　 臺 1 南 京16 正 極 切 片 機 ML300AH 1 臺 1 美 力17 負 極 切 片 機 ML300AH 1 臺 1 美 力18 正 極 切 片 機 ML400AH 1 臺 1 美 力19 負 極 切 片 機 ML400AH 1 臺 1 美 力20 滾 壓 機 ML200T 臺 4 美 力21 極 板 真 空 干 燥 爐 6 臺 2 美 力22 極 板 真 空 干 燥 爐 6 臺 7 美 力23 電 芯 真 空 干 燥 爐 22 臺 10 美 力24 封 口 機 ML300AH 臺 1 美 力25 封 口 機 ML400AH 臺 1 美 力26 注 液 機 MLTSP 　 臺 1 美 力27 轉(zhuǎn) 能 除 濕 機 (干 燥 機 組 ) NL800SM 170 組 2 上 海28 冷 卻 水 塔 CT10T 　 組 1 康 菱29 電 池 化 成 機 ML5V50A8 臺 120 美 力高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—39—30 化 成 傳 送 線 ML5V50AM 　 條 1 美 力31 電 腦 　 　 臺 5 　32 電 池 測 試 機 ML1000A5V 　 臺 1 美 力33 電 池 測 試 機 ML5000A60V 　 組 1 美 力34 電 池 測 試 機 ML300A600V 　 臺 1 美 力35 電 池 化 成 車 1* 　 臺 20 美 力36 激 光 打 碼 機 HPJG80 組 1 武 漢37 電 腦 　 　 臺 3 　38 無 熱 再 生 吸 附 式 干 燥 機 WXD6 　 組 1 杭 州39 螺 桿 空 壓 機 MM37PE 　 臺 1 上 海40 配 電 柜 　 　 臺 1 　41 配 電 柜 　 　 臺 2 　42 直 流 電 焊 機 ZX7315 　 臺 1 奧 神43 交 流 電 焊 機 BX200 　 臺 1 　44 型 材 切 割 機 J3G3400 　 臺 1 亞 派 克　 合 計 (1條 生 產(chǎn) 線 ) 　 　 臺 （ 套 ） 237 　磷 酸 亞 鐵 鋰 材 料 生 產(chǎn) 線 設(shè) 備 購 置 一 覽 表（ 1條 生 產(chǎn) 線 ， 生 產(chǎn) 能 力 1000t/a）表 5－2序 號 名 稱 規(guī) 格 型 號 單 位 數(shù) 量 生 產(chǎn) 廠 家 每 臺 功 率 kW1 周 期 式 攪 拌 球 磨 機 ZJM1500 臺 8 無 錫 602 氣 氛 保 護 燒 結(jié) 爐 2t/d 臺 2 中 國 電 子 集 團 4203 噴 霧 干 燥 機 GZ300 臺 3 上 海 5004 粉 碎 機 和 分 級 機 LHM－ 350 臺 3 宜 興 905 制 氮 氣 設(shè) 備 200 m3/h 臺 1 任 意 生 產(chǎn) 廠 家 　6 生 產(chǎn) 蒸 餾 水 裝 置 及 儲 罐 200t/d 臺 1 任 意 生 產(chǎn) 廠 家 　7 混 料 機 20t/d 臺 1 任 意 生 產(chǎn) 廠 家 　8 包 裝 機 10t/d 臺 1 任 意 生 產(chǎn) 廠 家 　9 攪 拌 罐 20t/d 臺 2 任 意 生 產(chǎn) 廠 家 　10 粒 度 儀 　 臺 1 　 　　 合 計 (1條 生 產(chǎn) 線 ) 　 臺 23 　 　高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—40—輔助及公用工程設(shè)備購置一覽表表 5－3 　序 號 設(shè) 備 名 稱 規(guī) 格 型 號 單 位 數(shù) 量 購 置 地 點 備 注1 一 廠 區(qū) 辦 公 設(shè) 備 套 1 廚 具 套 2 變 壓 器 （ 油 浸 式 ） S11型 ， 1600kVA 臺 9 備 用 1臺 配 電 設(shè) 備 　 　 　高 壓 配 電 柜 　 臺 5低 壓 配 電 柜 　 臺 7柴 油 發(fā) 電 機 組 120kW 套 1 泵 房 設(shè) 備 　 　 　變 頻 供 水 設(shè) 施 　 套 2 1用 1備 消 防 設(shè) 施 　 　 　消 防 水 泵 　 臺 2 1用 1備其 他 消 防 設(shè) 施 　 套 1 排 風(fēng) 機 　 臺 20 生 產(chǎn) 車 間 運 輸 車 輛 　 　 　電 動 叉 車 1t 臺 12運 輸 車 20t 臺 5面 包 車 　 臺 1電 動 大 巴 車 　 臺 1電 動 中 巴 車 　 臺 1轎 車 　 臺 1 機 修 設(shè) 備 　 套 1 環(huán) 保 設(shè) 施 　 　 　減 震 、 消 聲 等 設(shè) 備 　 套 1污 水 處 理 裝 置 　 套 1污 水 流 量 計 及 COD在 線 監(jiān) 測儀　套 1小 計 　 臺（套） 752 二 廠 區(qū) 　 　 　 辦 公 設(shè) 備 　 套 1 廚 具 　 套 2 變 壓 器 （ 油 浸 式 ） S11型 ， 1600kVA 臺 29 2臺 備 用 配 電 設(shè) 備 　 　 　高 壓 配 電 柜 　 臺 8高性能鋰離子動力電池及磷酸亞鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目可行性研究報告—41—低 壓 配 電 柜 　 臺 12柴 油 發(fā) 電 機 組 250kW 套 1 泵 房 設(shè) 備 　 　 　變 頻 供 水 設(shè) 施 　 套 2 1用 1備深 井 泵 　 套 2 1用 1備 消 防 設(shè) 施 　 　 　消 防 水 泵 　 臺 2 1用 1備火 災(zāi) 自 動 報 警 系 統(tǒng) 　 套 3其 他 消 防 設(shè) 施 　 套 1 冷 卻 塔 （ 含 排 管 ） 200m3/套 套 2 室 外 排 風(fēng) 機