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年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 1 年产年产 80008000 万万 AhAh 含锂负极材料含锂负极材料 复合锂动力电池产业化项目复合锂动力电池产业化项目 可行性研究报告可行性研究报告 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 2 第一章第一章 概述概述 一 一 项目名称及建设地点项目名称及建设地点 项目名称 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业 化项目 项目建设地点 二 项目主要建设内容及规模二 项目主要建设内容及规模 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池生产线 厂房及 其它配套服务设施 新建生产线 4 条 生产车间 12128 19m2 综合 办公楼 3211 26 m2 员工宿舍及食堂 9074 64 m2 三 项目总投资及资金来源三 项目总投资及资金来源 总投资 20800 64 万元 其中固定资产投资 17316 11 万元 铺 底流动资金 3484 53 万元 资金来源为 企业自筹 四 项目主要技术指标四 项目主要技术指标 本项目的产品采用了含锂材料作为负极材料 通过 50 度分级处 理 真空球磨 浆料三相化高温涂布技术解决了含锂可嵌入材料作 为负极材料难以实现规模化生产的问题 成功开发出了复合锂电池 产品技术指标在国内处于领先地位 序号检验项目标准 1 1C5A 循环寿命 5000 2 自放电80 容量保持率 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 3 4 针刺不起火 不爆炸 5 重物冲击不起火 不爆炸 6 0V20 度储存 7 天容量恢复率大于 90 五 项目经济指标五 项目经济指标 项目正常生产年营业收入 60000 万元 年销售税费 3438 万元 年利润总额 11582 25 万元 年税后利润 8686 69 万元 所得税 2895 56 万元 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 4 第二章第二章 国内外行业现状和技术发展趋势国内外行业现状和技术发展趋势 一 国内外行业现状一 国内外行业现状 1 智能电网 电动汽车日益成为新能源领域的热点 智能电网 电动汽车日益成为新能源领域的热点 进入 21 世纪 有两个重要动向 一是金融和经济危机 二是新 的技术和产业革命 200 年的工业化进程中 人类美化了地球 也 损害了地球 以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将过去 悲观 估计大约 100 年 乐观估计还有 200 年 化石能源大量 广泛的使 用带来了日益严重的副产品 环境污染 气候变暖 生态恶化 最 终对人类的生存和发展构成了严重威胁 石油对环境的污染可分为 两个方面 一是油气污染大气环境 表现为油气挥发物与其它有害 气体被太阳紫外线照射后 发生物理化学反应 生成光化学烟雾 产生致癌物和温室效应 破坏臭氧层等 二是地下油罐和输油管线 腐蚀渗漏污染土壤和地下水源 不仅造成土壤盐碱化 毒化 导致 土壤破坏和废毁 而且其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食 物链系统 最终直接危害人类 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 5 2007 年油价超过每桶 70 美元时候 全球商品和服务价格也开 始攀升 2008 年 7 月世界市场石油价格冲到每桶 147 美元 受急剧 上升的油价影响 全球经济骤然减速 金融市场崩溃 金融危机爆 发以后 美 欧 日等经济体纷纷将新能源的发展放在重要的战略 地位 各国相继出台能源政策 欲抢占新能源发展和第三次工业革 命的先机 新能源已不再仅仅是应对人类能源匮乏和对低碳生活方 式的追寻 而正在成为可持续经济发展的突破口 希望尽快形成新 增长点以应对目前的经济危机 其中 智能电网 电动汽车日益成 为新能源领域的热点 智能能源技术是近年来兴起的利用传感技术 计算机和通信技 术等合理安排能源生产 输送和使用等环节的新技术 利用它可大 大减少能源消耗 提高能源使用效率 在智能能源技术中 智能电 网技术已获初步进展 据国际能源署预测 广泛使用智能电网技术 每年节约的能源相当于全世界每年原油产量的约 10 电动汽车研发是新能源革命中的重要组成部分 无论是核能 还是可再生能源 都要转变成电能才能投入大规模应用 可以预见 未来靠燃烧石油 煤炭 天然气直接提供动力的机会越来越少 电 能将成为最直接应用的主要能源 因此 电动机取代内燃机是大势 所趋 电动汽车成为新能源应用的关键环节 电动汽车具有无污染 噪声低 能效高 结构简单 使用维修 方便等优点 此外 作为电动机械的代表 电动汽车对整个产业技 术进步具有较强的引领作用 目前 制约电动汽车的瓶颈是储电系 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 6 统 即电池的储存量小 成本高 使得电动汽车一次充电后行驶里 程与内燃机汽车相比还有较大差距 较高的成本也使电动汽车推广 困难 不过 随着科技进步 这些问题都会得到妥善解决 要实现要实现 电网的智能化及电动汽车的大规模产业化 必须加强对高性能低成电网的智能化及电动汽车的大规模产业化 必须加强对高性能低成 本的储电系统研发 本的储电系统研发 针对这一趋势世界各个国家和地区都采取了具体的措施 欧盟 2050 能源路线图 以下简称 路线图 的核心是减少 碳排放 目标是到 2050 年使欧盟域内碳排放量比 1990 年的水平下 降 80 至 95 欧盟委员会负责气候变化事务的委员康妮 赫泽高日 前表示 按照 路线圈 确立的目标 欧盟将在可再生能源 被动 房屋 电动汽车等重点领域开展大规模投资 上述投入将带来巨大 收益 欧盟整体产业竞争力将得到大幅提升 据欧盟观察网站透露 为确保能源行业实现减排目标 欧盟委 员会正在制定四方面的行动计划 一是制定政策措施 完善能源行业的公平竞争环境 建立新能 源投资的合理回报机制 支持新能源创新型中小企业的加速发展 促进经济增长和扩大就业等 二是发展新能源 将提高能效和发展可再生能源确立为能源行 业实现目标的两大基础 研究分析各种能源供应方式的最优组合 逐步减少不符合减排目标的新能源供给方式 三是加强研发创新 增加低碳技术的公共研发资金投入 完善 研发创新风险分担投融资机制 引导和扩大企业及全社会增加研发 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 7 投资 加强对可再生能源 智能电网 能源储存 碳捕获及封存 核能安全 第四代核电 热核聚变等技术的研发 强化能源国际科 技合作等 四是投资基础设施 鼓励私人资金投资能源基础设施 加速更 新改造陈旧能源基础设施的步伐 支持能源行业的规模化经营 促 进跨成员国之间的能源网络互联 加速欧盟能源单一市场建设 为实现 路线图 规划的发展可再生能源和节能增效目标 特 别是适应欧洲风力发电和太阳能光伏产业的发展 欧盟委员会近期 向欧洲议会和欧洲理事会递交了 欧盟 2020 智能电网技术发展及应 用报告 以加速推动智能电网技术的发展 根据该报告规划 到 2020 年 欧盟智能电网技术将可实现北海 和波罗的海的集中式风力发电场 欧盟西南欧成员国及北非国家的 规模化太阳能光伏发电场与域内高压输电网的有效连接以及电网稳 定和电能储存等 实现城市及建筑物节能增效 满足电动汽车燃料 电池充电等新需求 报告预测 到 2020 年 欧盟新增发电装机容量中可再生能源将 占 64 到 2030 年 可再生能源在欧盟总发电装机容量中将占到 36 1 其中风电所占份额最大 其次是水电和生物质能 相应的 化石能源市场份额将大幅下降 根据未来欧盟电力供给多元化布局 这份报告提出了智能电网 发展的优先目标和政策措施 一是创造和制定扩大智能电网资金投 入的相关法规环境 以确保市场竞争活力 有利于可再生能源的优 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 8 先入网和销售 充分满足电动汽车 节能增效等新型需求 二是重 新评估和完善促进智能电网技术应用的政策措施 确保智能电网技 术推广中消费者 生产商 运营商和投资者的利益平衡 三是建立 欧盟统一的集法律法规 政策措施 咨询和经验交流等于一身的智 能电网技术服务平台 美国 2001 年 美国颁布 关于分布式发电与电力系统互联的 标准草案 允许分布式发电系统并网运行和向电网售电 美国有半 数以上的分布式发电系统与电网连接 部分分布式发电系统在电网 供电中断时形成备用 2003 年年底 美国分布式发电容量约为 234GW 且每个分布式发电站的规模规定在 600MW 以下 在这些容量 中 81 是由小型和中型的往复式发电机给终端用户作为首要的备用 供电 只有 13 30GW 的分布式发电站连接到输电系统和配电系统 中 作为电网的可用发电容 html 电容量 德国 德国先后制定发布了 中压配电网并网技术标准 1 60 千伏 低压配电网并网技术标准 1 千伏及以下 分别提出接 入中 低压配电网的分布式电源并网技术标准 技术标准非常明确 和严格 各项指标均有详细规定 譬如规定了孤岛保护 短路电流 等方面的详细技术要求 针对不同装机容量的光伏系统提出了详细 的调度方式规定 明确了详细的并网调试程序和内容 这有利于电 网企业和分布式电源项目业主在前期规划和设计过程中有据可依 遵循并网技术标准的具体要求进行项目建设 实现分布式电源的快 速并网 确保电网的安全稳定运行 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 9 丹麦 丹麦政府鼓励发展分布式发电 并制定了一系列行之有 效的法律 政策和税制 丹麦是世界上能源利用效率最高的国家 为了鼓励发展分布式发电 丹麦 电力供应法 规定 电网公司必 须优先购买新能源发电企业生产的电量 而消费者有义务优先使用 新能源发电电量 日本 日本的高电价使得很大一部分工业企业自己发电 制造业 30 以上的用电是由当地企业发电厂供给的 这些大型企业的发电厂 都以煤作燃料 其中约有 16 7 的电力都以热电联产的形式供应 日本的热电联产发展得益于该国实施的高折旧和初始低税贷款政策 日本发展银行为热电联产项目提供低息贷款 给地方主要供热和制 冷项目以投资成本 15 的补助 而其他发电形式并没有这类补助 优惠的财税政策刺激了投资动机 尽管分布式发电系统用户需要支 付大量的备用容量费 但仍然比采用常规发电系统费用低 日本 2003 年的电力工业体制改革框架指出 在条件允许的情况下 鼓励 发展分布式电源 增加用户选择范围 这些政策大大促进了日本分 布式发电的发展 我国政府要求开发绿色能源改善能源结构 实现 2020 年非化石能源再一次能源消费中比重达到 15 左右和单位二氧 化碳排放量比 2005 年减少 40 45 的承诺 大力发展绿色能源 根 据日本最新的绿能补助公告 日本受到国内家用储能系统补助政策 的激励 预期可创造出 6 百亿日元的市场规模 日本经济产业省 METI 也预估 日本因近年连续的天然灾害加速城镇再造 2012 年开始储能系统将有明显成长 未来更将快速扩展至全球各主要城 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 10 市 全球储能市场潜力可期 目前国际性的储能产品规范 UL1973 草 案亦已进入审核 预计在 2012 年底或 2013 年初成为正式标准 一 旦 UL1973 成为正式标准 将是全球储能设备在安全标准上的重要依 归 中国 2005 年 2 月全国人民代表大会常务委员会发布 中华 人民共和国可再生能源法 并在 2009 年 12 月发布修订案 提出支 持新能源和储能产业发展 2011 年 3 月 十一届全国人大四次会议发布 国家 十二五 规划纲要 首次提到 储能 要求在 十二五 期间指导新能源 智能电网 储能行业的发展建设以及规划新能源重点建设项目 对 推动储能行业的快速发展有积极意义 2011 年 3 月 国家发改委发布 产业结构调整指导目录 提 出大力鼓励与储能相关的产业 包括大容量电能储存技术开发与应 用 城轨列车再生制动吸收装置 新能源汽车关键零部件和电动车 充电设备 2011 年 3 月 国家能源局发布 分布式发电管理办法 征求意 见稿 提出推进分布式发电发展 加快新能源开发利用 提高能 源效率 减少化石能源消费 促进节能减排和非化石能源发展目标 的完成 强调了储能技术在分布式发电中重要的应用 2011 年 7 月 科技部发布 国家 十二五 科学和技术发展规 划 提出 十二五 期间 我国将大力推动新能源 智能电网 电 动汽车等产业的发展 并完成相关风场示范建设 智能电网示范园 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 11 区和集成综合示范区的建设以及电动汽车的规模化示范的推广 2011 年 10 月 国家发改委 科技部 工信部 商务部 知识 产权局发布 当前优先发展的高技术产业化重点领域指南 2011 年度 指出新能源和储能相关的高技术产业化重点领域应包括动力电池 及储能电池 风能和太阳能 同时大规模储能系统作为电网输送及 安全保障技术被提出 2011 年 12 月 国家能源局发布 国家能源科技 十二五 规 划 2011 2015 这是我国第一部能源科技规划 其中划分的 4 个技术领域中与储能相关的包括 新能源技术 和 发电与输配电 技术 同时明确了 10 兆瓦级大规模超临界空气储能装置 兆瓦级 飞轮储能系统及飞轮阵列 兆瓦级超级电容器储能装置 兆瓦级超 导储能系统 兆瓦级钠硫电池储能系统 兆瓦级液流储能电池系统 的研究方向 2011 年 12 月 节能国家发改委 商务部发布 外商投资产业 指导目录 2011 年修订 提出鼓励外商投资的项目包括新能源汽 车关键零部件制造 高技术绿色电池制造 新能源发电成套设备或 关键设备制造以及新能源电站建设 经营等 此外 智能电网的建设 电动汽车产业的发展 新能源的利用 新技术 新材料的发展以及打造产业或技术基地是我国各地区发展 储能的主要着眼点 在此基础上 这些地区主要以技术的研发 建 立生产基地 建设抽水蓄能电站和推动示范项目为储能发展的出发 点 分别推进了抽蓄 储能电池和电动汽车动力电池的发展 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 12 在东北地区 储能行业仍然以发展抽水蓄能为主 吉林和辽宁 提出快速发展储能以适应智能电网发展和新能源并网问题 尤其长 春将储能作为新能源产业发展的重点领域 重点支持全钒液流电池 的发展 在华北地区 随着张北风光储输示范工程的一步步开展 对储 能的重视程度和认识深度也逐渐增加 主要将储能应用于大规模间 歇式电源并网 智能输配用电 大电网智能调度与控制 分布式供 能 微电网等方面 北京作为国家高新技术发展的领先城市 以中 科院工程热物理所为代表 进行多项储能系统研究项目 以重点提 升储能电池的研发水平 加速储能电池的产业化和规模化 天津以 打造 绿色之都 的口号 对储能电池发展提出具体目标 节能环 保同时山东也要求重点推广多种储能产品和技术 西北地区的储能整体发展稍落后于其他地区 只有甘肃省明确 提出开展制氢储能和大功率储能系统研究重点 并支持镍氢及锂离 子动力电池研制和产业化等项目 华东地区对储能产业的支持和投入较为明确和大力 各省市都 推出关于促进储能发展的政策和规划 尤其以浙江和江苏为先 浙 江以电动汽车和调峰为着眼点 打造电池产业基地 江苏为解决大 规模并网问题 发展多种储能技术 开展企业合作 进行动力电池 研发 同时 上海提出聚焦锂电池 钠硫电池和液流电池等领域 支持 2 3 家发展潜力大的企业 以促进智能电网发展 安徽 福建 也出台了相应的政策 支持储能电池发展 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 13 华中地区对储能的认知也比较深入 其中湖南省规划了具体的 储能发展目标 重点支持全钒液流电池 依托企业和高校共同发展 储能产业 明确指出十二五期间建设智能储能变电站 500 个 江西 以建设动力储能电池特色产业基地和新材料为着眼点 对宜春及周 边城市进行清晰明确的产业布局 河南 湖北 四川也都有各自重 点发展的储能方向 华南地区对储能的政策扶持力度以广东省为先 依托龙头骨干 企业 进行产学研创新联盟 结合重大项目对电池产业提供政策支 持 提出到 2015 年储能电站装机达到 100 兆瓦以上 储能产业产 值达 560 亿元 贵州省依靠自身资源优势 重点建设锂离子电池产 业化项目 2 2 国内外动力电池状况 国内外动力电池状况 目前用于储能电池和电动汽车动力电池的电池类型有镍镉 镍 氢 铅酸和锂离子电池 其具体特征见下表 性能参数铅酸电池镍氢电池超级电容锂离子电池 单体电池电 V 21 21 83 6 重量比能量 wh kg 30 4070 90580 130 循环寿命300 次500 次10 万次500 2000 次 比功率 w kg 40013003000 3000 环境保护有污染无污染无污染无污染 价格低中最高高 铅酸电池已经有 100 多年的历史 制造工艺成熟 价格低 管 理简单 但是能量密度低 不适合大电流充放 使用寿命短 对环 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 14 境有污染 镍氢电池能量密度高于铅酸电池但是价格偏高 电压低 超级电容价格高 能量密度低 只能起到辅助作用 锂离子电池寿 命长 大电流 充放电性能好 是目前动力电池的发展趋势 分析 人士认为 动力电池路线基本确定对锂电池利好 新能源汽车政策 扶持力度较大 其长期发展路线已经明确 市场需要逐渐的培育 但进度可能会超预期 在电动汽车发展中 电池受益较大 中国的 负极和电解液品种已较为成熟 正极逐渐地也会成熟起来 现在主 要是在解决批量生产稳定性的问题 锂电池的长期发展已是大势所 趋 自 1991 年索尼公司成功将锂离子蓄电池实现商品化以来 后 者已成为手机 笔记本电脑和数码产品的主导电源 近年来 作为 新生代产品 动力锂离子电池以其能量和功率密度较大 无记忆效 应 自放电较小以及循环寿命较长等特点而渐渐成为车载动力蓄电 池的主流选择之一 当前许多知名的汽车制造商都致力于开发采用 锂离子动力电池的电动汽车 如美国福特 克莱斯勒 日本丰田 三菱 日产 韩国现代 法国 Courreges Ventury 等 国际锂离子动力电池发展概况如下 国际锂离子动力电池发展概况如下 美国 美国作为经济最发达的国家 对环保与节能型经济尤为 重视 美国总统奥巴马于 2011 年 3 月 30 日表示 到 2015 年美国政 府将只采购混合动力和电动汽车等新能源汽车 相对于美国锂离子 电池市场 20 83 的增长率 其中应用于混合动力汽车 插电式混合 动力汽车 纯电动汽车的锂离子动力电池以 134 1 的增长速度猛速 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 15 增长 说明锂离子动力电池在美国增长迅速 日本 日前 中投顾问发布的 2009 年至 2012 年中国锂电池 行业投资分析及前景预测报告 的研究报告显示 全球汽车锂电池 生产企业主要有二十多家 有美国的 A123 江森自控 中国的比亚 迪 韩国的 LG 化学 而仅仅日本就有东芝 日立制作所 日本电 气 日本汤浅 丰田汽车和松下电器产业的合并公司松下电动车能 源公司等十来家相关企业 据日本汽车研究所预计 按现在混合动力车的普及程度推算 到 2020 年 日本国内的混合动力车将达到约 360 万辆 如果高性 能锂电池得到更多推广 使用量有可能进一步达到 720 万辆的水平 此间有媒体评论说 如果日本能在新一代汽车锂电池的国际标准化 认证方面获得先机掌握主导权 相关企业必将获得巨大利益 欧盟 欧洲作为传统汽车生产重要地区 在新能源领域也不甘 落后 欧洲的产业研究开发论坛 欧洲技术平台 European Technology Platform ETP 制定出了乘用车 EV 化蓝图 计划分 3 个阶段导入续驶里程达到 50 公里以上的 EV 和 PHEV 2012 年将导入 极小一部分 争取 2016 年累计导入 100 万辆 2020 年累计导入 500 万辆 德国政府已宣布了 2020 年前在德国国内累计普及 100 万辆 EV 和 PHEV 的计划 整个欧盟推进 EV 普及的机会越来越成熟 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 16 欧洲汽车厂联合电池企业开发新能源汽车状况 欧洲汽车厂联合电池企业开发新能源汽车状况 随着电动汽车的逐渐普及 动力电池的发展也将逐渐普及开来 中国主要地区锂电产业发展分析中国主要地区锂电产业发展分析 广东省广东省 继日本之后 我国成为全球重要的锂电池生产国 其 中 广东省锂电生产量约占全国的 2 3 其中深圳占全国产量的 1 2 深圳良好的创新环境 对本土锂电的研发提升起到了积极的 推动作用 比亚迪等国产锂电池制造商快速崛起 深圳锂电池产业居全国领先水平 有着全国其他各地不可比拟 的优势 首先 深圳拥有一系列高端发展企业 锂电池在同行中处 于领先水平 一些材料企业如深圳贝特瑞 天骄科技等企业也是国 内锂离子原材料龙头企业 其次 深圳地区有着深厚的产业基础 小到电池原材料 大到整车厂 给深圳锂离子动力电池的发展提供 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 17 了坚实的基础 最后 深圳有着国家强有力的政策支持 如 2010 年 8 月 珠海银通将投入 41 亿元 在 2013 年建成年产能 10 亿安时 动力储能锂离子电池生产基地 未来深圳将侧重扶持高端锂电产业 的发展 并专门制定了今后一段时期的产业规划 全面提高锂电产 品的质量和档次 重点研发 生产高技术高附加值的小型 轻量 高能 无污染的锂电池 为高端锂电企业发展创造良好的外部环境 对其规模化发展给予政策上的优惠和资金上的扶持 山东省 山东省 山东全省几乎遍布锂离子电池及其材料生产企业 而 且业绩均比较平稳 其中发展较好的城市主要有枣庄 临沂 菏泽 青岛 济宁 潍坊 泰安等 1 临沂 临沂是山东省政府确定的全省七个新能源汽车推广试点城市之 一 也是全省惟一拥有纯电动汽车生产资质的城市 从 2011 年 2 月 开始 纯电动公交车开始在临沂的公交线路上运行 临沂作为新能源动力电池项目的奠基城市 对山东动力电池发 展起着带头作用 新型动力锂离子电池生产项目的主要承担单位在 罗庄区北区工业园区 该项目设有锂离子动力电芯生产线 若干条 动力电池组组装线和动力电池检测线 技术研究中心 标准化厂房 及办公设施 2 济宁 济宁是锂离子动力电池发展的活跃地带 山东润峰集团新能源 科技有限公司便座落于此 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 18 山东润峰集团新能源科技有限公司隶属于山东润峰集团 电池 产品涵盖 磷酸铁锂 锰酸锂 钴酸锂及镍钴锰三元材料四大系列 主要应用于电动汽车 电动摩托车 电动自行车 电动工具等领域 公司分别在深圳 天津 北京 无锡等地成立了分公司及营销中心 并在美国 德国 澳大利亚 非洲等国家设立销售分支机构 遍及 全球的销售和服务网络为客户提供更为便捷的技术和商务支持 京津地区京津地区 在京津地区 中信国安盟固利公司已成为国内最大的锂电池正 极材料钴酸锂和锰酸锂的生产厂家 该公司开发的大容量锰酸锂动 力电池性能较为稳定 给京华 中通等公司生产的纯电动客车配套 位于天津的中国电子科技集团公司第十八研究所是我国重要的 电池技术研究机构 依托该机构雄厚的研发实力 天津诞生了力神 蓝天高科 和平海湾等一批知名的电池生产商 中信国安盟固利公司 简称 MGL 致力于锂离子动力电池的研发 及生产 是国内最早的 唯一规模化生产动力锂离子电池的企业 并在世界上率先推出大容量动力锂离子电池 现已列入国家 863 重大项目 并成功应用到 北京 2008 绿色奥运 纯电动大客车上 是 2008 北京奥运会纯电动大巴车用电池独家供应商 中国电子科技集团公司第十八研究所是我国重要的电池技术研 究机构 2002 年 十八所开始开展 锂离子蓄电池技术 的专利战 略研究 通过不同角度对国内外锂离子电池及相关技术领域的进行 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 19 检索分析 研究国内外相关技术领域的发展状况 在此基础上找出 锂离子电池技术方面的专利申请大户和核心技术国家 进行综合技 术分析 为该项技术的研究指明了方向 江西省 公开资料显示 江西省宜春市是世界储量最大的锂矿山基地 氧 化锂的储量达到 110 万吨 占全国的 31 世界的 12 可开采百年 以上 有 亚洲锂都 的美誉 作为全国主要的锂矿区 宜春钽铌 矿筹建于 1970 年 矿山主要生产和经营钽铌精矿 锂云母精矿 锂 长石粉 高岭土等产品 早期作为军工企业的资源后勤保障发挥其 重要作用 如今 宜春钽铌矿正在进行扩能改造 项目完成后 该 矿区矿产品锂云母的年产量可达 16 万吨以上 可加工提取锂电池的 主要生产原材料碳酸锂 1 5 万至 2 万吨 在 2009 年其产能就占全国 近 50 基于得天独厚的资源优势新能源汽车及动力电池已经成为 江西省十大战略重点产业之一 目前有着先天锂资源优势的宜春 制定了打造 亚洲锂都 的规划 即以 钽铌锂矿石 锂云母 碳酸 锂 锂电池材料 锂电池 锂电汽车 的产业发展方向 将把锂 电产业做成江西的第四个千亿产业 如今 宜春国家锂电高新技术 产业化基地已成为当地经济发展骨干力量 2010 年实现生产总值 134 3 亿元 比 2009 年几乎翻了一番 工业总产值 96 1 亿元 工 业增加值 22 3 亿元 相比 2009 年也有较大幅度增长 企业总数达 到 138 家 企业的研发投入占销售收入的比例达到 3 左右 初步形 成锂云母 碳酸锂 正 负极等材料 动力及储能电池 电动汽车的产 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 20 业链条 其中 宜春钽铌矿扩能改造工程竣工后 锂云母年产量可 达 16 万吨以上 可完全满足宜春锂电产业发展的原料供应 同时 从锂云母制备电池级碳酸锂已突破技术难题 具有自主知识产权的 富锂锰基正极材料已成功实现产业化 锂电池负极材料 隔膜 电 解液等项目也相继投产 此外 锂电储能电池 助力车电池 大功 率动力电池 聚合物电池 风光互补储能系统等锂电池产业发展迅 速 位于宜春的江西省福斯特新能源有限公司已经成为国内圆柱 18650 锂电的领军企业 产销量均居国内首位 建成了江西省锂电 池工程中心和江西省高能电池优势科技创新团队 二 技术发展趋势二 技术发展趋势 动力锂电池目前有多种种技术路线 分别是三元素体系 锰酸 锂体系 磷酸铁锂体系及复合锂电池体系 迄今研究最多的正极材 料是 LiCoO2 LiNiO2 LiMn2O4 及以上三种材料的衍生物 如 LiNi0 8Co0 2O2 LiNi1 3Co1 3Mn1 3O2 等 LiCoO2 的研究比较成 熟 综合性能优良 但价格昂贵 容量较低 存在一定的安全性问 题 LiNiO2 成本较低 容量较高 但制备困难 材料性能的一致性 和重现性差 存在较为严重的安全问题 LiNi0 8Co0 2O2 可看成 LiNiO2 和 LiCoO2 的固溶体 兼有 LiNiO2 和 LiCoO2 的优点 一度 被人们认为是最有可能取代 LiCoO2 的新型正极材料 但仍存在合 成条件较为苛刻 需要氧气气氛 安全性较差等缺点 综合性能有 待改进 同时由于含较多昂贵的 Co 成本也较高 尖晶石 LiMn2O4 成本低 安全性好 但循环性能尤其是高温循环性能差 在电解液 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 21 中有一定的溶解性 储存性能差 新型的三元复合氧化物镍钴锰酸 锂 LiNi1 3Co1 3Mn1 3O2 材料集中了 LiCoO2 LiNiO2 LiMn2O4 等 材料的各自优点 成 本与 LiNi0 8Co0 2O2 相当 可逆容量大 结 构稳定 安全性较好 介于 LiNi0 8Co0 2O2 和 LiMn2O4 之间 循 环性能好 合成容易 但由于含较多昂贵的 Co 成本也较高 对中 大容量 中高功率的锂离子电池来说 正极材料的成本 高温性能 安全性十分重要 上述 LiCoO2 LiNiO2 LiMn2O4 及其衍生物正极 材料尚不能满足要求 因此 研究开发能用于中大容量 中高功率 的锂离子电池的新型正极材料成为当前的热点 三元材料做正极的 电池相对于钴酸锂电池安全性高 但是平台太低成本低廉 高克容量 150mAh g 工作电压与现有电解液匹配缺点是热分解放氧温度 低 用在动力电池上存在安全隐患 锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一 相比钴酸锂等传统 正极材料 锰酸锂具有资源丰富 成本低 无污染 安全性好 倍 率性能好等优点 是理想的动力电池 正极材料 但其较差的循环性 能及电化学稳定性却大大限制了其产业化 锰酸锂主要包括尖晶石 型锰酸锂和层状结构锰酸锂 其中尖晶石型锰酸锂结构稳定 易于 实 现工业化生产 目前市场产品均为此种结构 传统认为锰酸锂能 量密度低 循环性能差的缺点已经有了很大改观 万力新能典型值 123mAh g 400 次 高循环型典型值 107mAh g 2000 次 表面 修饰和掺杂能有效改性其电化学性能 表面修饰可有效地抑制锰的 溶解和电解液分解 掺杂可有效抑制充放电过程中的 Jahn Teller 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 22 效应 将表面修饰与掺杂结合无疑能进一步提高材料的电化学性能 相信会成为今后对尖晶石型锰酸锂进行改性研究的方向之一 锰酸 锂的生产主要以 EMD 和碳酸锂为原料 配合相应的添加物 经过混 料 烧成 后期处理等步骤而生产的 从原材料及生产工艺的特点 来考虑 生产本身无毒 害 对环境友好 不产生废水废气 生产中 的粉末可以回收利用 因此对环境没有影响 目前动力类材料的主 要指标为 可逆容量在 100 115 之间 循环性可达到 500 次以上仍 保持 80 的容量 磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年才出现的事 自 1996 年日本 的 NTT 首次揭露 AyMPO4 A 为碱金属 M 为 CoFe 两者之组合 LiFeCOPO4 的橄榄石结构的锂电池正极材料之后 1997 年美国德克 萨斯州立大学 John B Goodenough 等研究群 也接着报导了 LiFePO4 的可逆性地迁入脱出锂的特性 美国与日本不约而同地发 表橄榄石结构 LiMPO4 使得该材料受到了极大的重视 并引起广 泛的研究和迅速的发展 逐渐成为国内外新的研究热点 初步研究 表明 该新型正极材料集中了 LiCoO2 LiNiO2 LiMn2O4 及其衍生 物正极材料的各自优点 不含贵重元素 原料廉价 资源极大丰富 工作电压适中 3 4V 平台特性好 电压极平稳 可与稳压电源媲 美 理论容 量大 170mAh g 结构稳定 安全性能极佳 O 与 P 以强共价键牢固结合 使材料很难析氧分解 高温性能和热稳定性 明显优于已知的其它正极材料 循环性能好 充电时体积缩小 与 碳负极材料配合时的体积效应 好 与大多数电解液系统兼容性好 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 23 储存性能好 无毒 为真正的绿色材料与 LiCoO2 LiNiO2 LiMn2O4 及其衍生物正极材料相比 LiFePO4 正 极材料在成本 高温性能 安全性方面具有突出的优势 可望成为 中大容量 中高功率锂离子电池首选的正极材料 该材料的产业化 和普及应用对降低锂离子电池成本 提高电池安全性 扩大锂离子 电池产业 促进锂离子电池大型化 高功率化具有十分重大的意义 将使锂离子电池在中大容量 UPS 中大型储能电池 电动工具 电 动汽车中的应用成为现实 但磷酸铁锂必然也有缺点的存在 一直以来 磷酸铁锂堆积密 度低的缺点一直受到人们的忽视和回避 尚未得到解决 阻碍了材 料的实际应用 钴酸锂的理论密度为 5 1g cm3 商品钴酸锂的振实 密度一般为 2 0 2 4g cm3 而磷酸铁锂的理论密度仅为 3 6g cm3 本身就比钴酸锂要低得多 可以做一个大致估算 磷酸铁锂电池单 位重量能量接近 100 Wh kg 假设汽车有 200 公斤的电池重量预算 即可支持 20 kWh 的电池容量 而 1 2 吨左右的紧凑型汽车 按轴距 分属 A 级轿车 百公里耗电量大致是 12 kWh 在每天充电的情况下 20 kWh 的电池容量可以持续驾驶 1 个半小时左右 保守估计驾驶距 离达到 100 到 150 公里 目前家庭平均年驾驶公里数大致是 2 万公 里 即使按 200 工作日算的话 每天平均驾驶距离是 100 公里 比 亚迪 F3e 纯电动汽车电池容量 38 kWh 据称可持续驾驶 300 400 公 里 项目一般锂离子电池磷酸铁锂电池镍氢电池 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 24 标准电压3 6V 或 3 7V 3 2V1 2V 单位质量容量 150mAh g140mAh g80mAh g 单位重量能量 90 150Wh kg80 120Wh kg50 60Wh kg 单位体积能量 280 300Wh L220 240Wh L200 220Wh L 循环寿命80 500 次 80 1000 次 50 500 次 安全有可能燃烧 爆炸有可能燃烧 爆炸有可能燃烧 中国的磷酸铁锂电池技术在世界上并不落后 特别是产业化生 产制造方面 美国有两家主要的磷酸铁锂电池生产商 A123 和 Valence Technology 其磷酸铁锂原材料生产和电池制造基地都在 中国 A123 在常州 Valence 在苏州 A123 的产品广泛运用在 Black 二是科技 资金补贴扶持研发企业 财政配套资金在 10 至 20 亿元 此资金将 集中于车型研发 电池技术与混动大巴补贴 三是十城千辆计划从现 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 34 有的 25 个城市扩大到全国 另有预测数据认为 动力锂电池很可能 在未来 10 至 20 年内发展成一个数千亿美元级别的全球市场 三 本项目对产业发展的影响及产业延伸分析三 本项目对产业发展的影响及产业延伸分析 1 1 本项目将会推动河南动力电池产业的发展 提升河南省在全 本项目将会推动河南动力电池产业的发展 提升河南省在全 国乃至世界动力电池领域中的重要地位 同时推动河南新能源汽车国乃至世界动力电池领域中的重要地位 同时推动河南新能源汽车 产业快速发展的步伐 产业快速发展的步伐 石油资源日趋枯竭 能源紧张 发展动力锂离子电池产业是适 应于低碳经济的一种合理选择 锂离子电池电动车一旦取代汽车油 将大大减少温室气体排放 并且能够储存电网谷电 发展锂离子电 池电动车已成为未来汽车的一个最有前景的发 鉴于传统零含锂的负极材料体系的动力电池难以满足电动汽车 及智能电网等领域的需求 本项目致力于建成年产 8000 万安时的复 合锂动力电池生产线 实现复合锂动力电池的规模化生产 推动新 能源产业的发展 可以预见 复合锂动力电池由于改变了负极体系 满足了电动汽车和智能电网等领域的需求 将会对上下游产业的发 展产生深远影响 诸多市场分析指出 锂 元素涉及从上游资源开 发 到中游原料加工 再到下游电池推广应用等一条完整产业链 带 动起的将是万亿级的产业版图 可以预见本项目的产业化会进一步 增大碳酸锂的需求 提升锂资源的价值 推动国家对于锂资源进行 战略规划 碳酸锂作为锂动力电池正极材料的主要原材料用途广泛 在电 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 35 池 润滑剂 陶瓷 玻璃 空调 冶炼等重要工业领域都是不可或 缺的原料 随着近期全球新能源开发的热潮加温 碳酸锂在锂电池 中的应用越来越被大家所关注 公开资料显示 中国的锂矿资源丰 富 其储量与南美的智利 玻利维亚一同排在世界前列 全球锂矿 分为以锂辉石 锂云母为代表的矿石型矿和盐湖卤水矿两种 中国 拥有亚洲第一大锂辉石矿 呷基卡矿 矿石储量 8400 万吨 以 及锂储量在世界盐湖中排名第三的西藏扎布耶盐湖 良好的资源禀 赋为我国加大自主开发锂资源力度奠定了坚实基础 但长期以来 由于存在技术和资源两大壁垒 全球碳酸锂行业处于寡头垄断格局 中 三大巨头智利 SQM 美国 FMC 和德国 Chemtall 合计年产能逾 8 万吨 占全球市场 80 的份额 我国高纯度碳酸锂也多依赖进口 在此背景下 国际巨头一宣布提价 必将对国内碳酸锂下游市场供 给产生影响 中国地质科学院一位专家表示 目前我国每年存在约 两万吨的碳酸锂需求 但真正来自于我国矿石提取的碳酸锂供应量 只有 3000 到 4000 吨 这其中存在巨大的进口替代空间 广泛的用途与产品严重依赖进口的鲜明对比 让 重新审视碳 酸锂乃至锂资源战略地位 的呼声一直存在 业内普遍认为 必须 吸取铁矿石国际定价权旁落的前车之鉴 应将锂资源纳入国家战略 性资源 进行保护性开发 结合上述现状 市场分析人士纷纷将锂 资源未来战略地位与同属小金属序列的稀土相提并论 今年以来 工业级碳酸锂均价涨幅已超过 10 根据相关券商 分析 目前市场上的碳酸锂产品平均毛利率在 26 左右 净利率在 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 36 20 左右 如果提价 10 对应净利率可达 30 相应公司产品净利 润可提高 50 事实上 碳酸锂作为锂离子动力电池的核心原料 正由于国内电动车产业化及铅蓄电池替代等进程加速 其广阔的需 求空间越来越被业界看好 此外 锂作为战略性资源 其逐日上升 的地位也被业界寄予稀土 第二 的期待 相关企业围绕锂资源的 布局争夺战打得热火朝天 在亚洲第一大锂辉石矿四川甘孜呷基卡矿 开采权已被分割殆 尽 2009 年 9 月 路翔股份 002192 斥资 7310 万元收购了甘孜 州融达锂业有限公司 51 股权 由此拥有呷基卡锂辉矿部分矿脉开 采权 而在今年 4 月 天齐锂业也通过收购四川雅江县措拉锂辉石 矿探矿权 正式拥有了呷基卡矿东北部分的探矿权 该公司也借此 由碳酸锂生产商向上游锂矿资源开采进军 在盐湖卤水矿提取锂方面 一些大型企业近几年来在扎布耶盐 湖和柴达木盆地深处开始建设碳酸锂等锂产品生产基地 据了解 目前盘踞在这些盐湖盆地的企业主要是西藏矿业 中信国安 西部 矿业集团 青海盐湖集团这四家公司 而西藏矿业和中信国安又占 了其中绝大部分 相关专家指出 诸如西藏矿业 中信国安等公司均属于传统矿 山资源开发企业 涉足锂矿资源开发有 近水楼台 优势 这些企 业也已成为各资源地的开发主体 但随着近年来锂资源开发热度的 升温 一些后来者也瞅准时机 力图在这一场资源盛宴中分一杯羹 除天齐锂业外 处于锂产业链最下游的比亚迪也杀将进来 双拳同 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 37 时出击盐湖卤水矿和锂矿山开采 在锂矿山开采方面 比亚迪早年 已密集调研呷基卡矿 意欲进军其中 而去年 9 月 比亚迪更是与 西藏矿业同时发布公告称 比亚迪与西藏一家名为金浩投资的公司 将组成联合体 收购西藏矿业旗下扎布耶锂业公司 22 的股权 其 瞄准的是扎布耶湖 20 年的锂矿资源开采权 近年来 江西宜春又作为另一块 藏宝地 被发现目前 电池 级碳酸锂的生产分为卤水提锂和矿石提锂 锂辉石和锂云母是矿石 提锂的两种不同原料 而钽铌矿又是锂云母的原始材料 宜春地处 井冈山脉 境内拥有世界最大锂矿山 宜春钽铌矿 可开采氧化锂 储量为 110 万吨 占全国的 31 国内锂资源争夺愈演愈烈之际 国外厂商也逐渐开始渗透其中 去年年初 坐拥其国内 1800 万吨锂资源储量的澳大利亚银河资源公 司投资逾 6 亿元人民币在江苏张家港兴建亚洲最大碳酸锂生产基地 成为登陆中国的第一家外国碳酸锂厂家 多位券商分析师纷纷指出 在目前国内外锂产品供需持续紧张 的格局下 海外龙头的频繁提价将给予国内企业涨价的理由 预计 国内碳酸锂价格仍将维持上涨趋势 而在 涉矿 成为近年来无数 公司热衷主题的背景下 以碳酸锂价格一路飙升为起点 将吸引无 数公司加入到锂资源开发及碳酸锂生产的市场争夺中来 据中国证券报记者了解 目前涉足锂产业的众多公司均并非单 染指锂资源开发 其战略定位均为形成 锂矿开采 碳酸锂生产 锂电池正极材料 的产业布局 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 38 在这条产业链下 涌动的是巨大的市场需求空间及相关企业良 好的业绩增长潜 gesep 全球节能环保网力 据华泰联合证券分析师 测算 每 10 万辆新能源汽车 40 电动客车 20 电动轿车 25 混 合动力客车 15 混合动力轿车 将拉动 5000 8000 吨的电池级碳酸 锂需求 相当于全球碳酸锂需求量新增 5 8 而目前我国现有的碳酸锂产能在 3 3 万吨左右 其中电池级碳 酸锂产能只占 1 3 国内碳酸锂的供应量为 1 2 万吨 市场需求量 为 1 9 万吨 专家分析认为 市场缺口在未来几年会因为下游需求 的猛增而持续扩大 一般来讲 碳酸锂的提取从来源可分为矿石提取和盐湖卤水提 取两种 国泰君安证券研究报告指出 目前国内 80 的碳酸锂来自 矿石提取 这种提取工艺有着 100 多年的历史 技术经验相对成熟 但成本高达 3 万元 吨 而与此形成对比的是 国外碳酸锂提取已告 别矿石提取阶段 80 来自于盐湖卤水矿 尽管这种工艺提取的碳酸 锂目前仅能满足工业级需求 离市场应用前景广阔的电池级技术要 求还存在差距 但这一工艺的提取成本仅为矿石提取的一半左右 更为重要的是 目前全世界 90 的锂资源蕴藏于盐湖卤水矿中 随 着技术的成熟 其全面取代矿石提取工艺将指日可待 上述中国地质科学院专家表示 目前国内通过卤水生产电池级 碳酸锂的企业主要包括赣锋锂业 盐湖股份等 近年来这些企业进 军上游资源开发 已实现了综合成本的不断降低 有望在我国锂产 业链中异军突起 年产 8000 万 Ah 含锂负极材料复合锂动力电池产业化项目可行性研究报告 39 无论是锂矿石还是盐湖卤水提取 其生产的碳酸锂均将在下游 客户处制成正负极材料或电解液 后者再卖给锂电池制造商以生产 最终的锂电池成品 据了解 2011 年中国锂电池行业市场规模达到 了 397 亿元人民币 同比增长 43 全年锂电池产量达到 29 7 亿颗 同比增长 28 6 而随着 节能与新能源汽车产业发展规划 2012 2020 的出 台 以及铅蓄电池环保核查升级 给锂离子动力电池提供了广阔的 市场推广空间 权威市场预测 预计到 2015