新型锂电池用石墨烯锡纳米复合负极材料的研制与开发

1、新型锂电池石墨烯/锡纳米复合负极材料-5150创 业项目 规划书新型锂电池用石墨烯/锡纳米复合负极材料的研制与开发一、研发产品概述1、研发产品描述1.1、研发目标：利用项目团队在纳米材料和新型功能复合材料开发方面的经验，研制开发新型锂电池石墨烯/锡纳米复合负极材料。表1.镍镉、镍氢、锂离子、新型锂电技术参数、性能对比参数/性能镍镉镍氢锂离子新型锂电工作电压（V）4.8-7.2/50Ah重量比能量（Wh/Kg）5065105-140180体积比能量（Wh/L）150200300500充放电寿命（次）50050010003000自放电率（%/月）25-3030-356-91-3记

2、忆效应有有无无环境污染有无无无1.2、研发产品内容：主要研发产品包括：高速充放电锂电池石墨烯/锡纳米复合负极材料研制与开发；高速充电高功率密度锂电池研制开发。1.3、关键技术：1.3.1复合材料锂电池负极之石墨烯薄膜的制备技术【已申报发明专利】利用公司拥有的自主知识产权的技术，自主研发的 可控式CVD法制备石墨烯薄膜的 研制及批量生产合成技术。该合成技术具有：原材料和设备投入低，生产流程短，产量高，连续生产、绿色环保等优点。以此为基础，为进一步研制新型复合材料锂电池负极的制备奠定材料基础。1.3.2复合材料锂电池负极之锡连续薄膜的制备技术根据具体的应用，研制CVD法制备连续的锡薄膜。通过不同的

3、前驱体的配比，可以灵 活控制锡薄膜的厚度和强度，并且能很灵活的控制薄膜宽度，以用于大面积、大容量的汽 车用新型锂电池。133石墨烯/锡纳米复合材料连续复合生产制备工艺同时，利用本公司研制的 CVD技术生产的夹层石墨烯/锡纳米薄膜复合材料，具有厚 度均匀，宽度可调，可连续生产等优点。以此工艺为基础，将开发锂电池复合材料负极产 品。本公司开发的” Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜连续复合工艺将采用目前比较成熟的 印刷设备原理，示意图如图1所示：图1: Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜连续复合印刷工艺示意图1.3.4“Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜复合材料锂电池

4、负极产品技术采用自行研制的纳米石墨烯薄膜和锡薄膜，利用原创复合连续热转移工艺制备“Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜复合材料锂电池负极产品，具有成本低，生产效率高、 适合批量化工业生产。同时，采用该工艺制备的负极产品制备的锂电池，其开路电压通 常达到4.8V以上；能量高、储存能量密度大；比镍氢电池轻一半，体积也小 20%高速 充电，仅需要15分钟；放电率小于3%/月，并且没有“记忆效应”。1.4、产品原创性:公司团队充分利用在纳米石墨烯材料和功能薄膜复合材料方面研发经验，结合国际先 进的工艺技术，在国内外首次提出“ Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜复合材料锂电池负极 产品

5、的整套适合产品生产的工艺路线，在连续可控纳米石墨烯薄膜原创开发的基础上，深 入探讨出国内外首创的多层纳米薄膜复合转移控制工艺，开发出“Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜复合材料锂电池负极产品。希望在不久的将来，以突破美、日发达国家在此产品线 上对于我国的技术封锁，以期望在国际市场争夺到应有的份额。该产品已申报如下发明专利技术：复合材料锂电池负极之石墨烯薄膜的制备技术【专利申请号】201210225603.2一种石墨烯/锡薄膜复合材料锂电池负极产品的检验方法【专利申请号】201210225601.3一种石墨烯/锡薄膜复合材料表面完整性产品检测设备【专利申请号】201210225602.

6、81.5、产品优势特点采用自行研制的纳米石墨烯薄膜和锡薄膜，利用原创复合连续热转移工艺制备“Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜复合材料锂电池负极产品，采用该电极的锂电池具备如 下优势：输出电压大大提高：所标志的开路电压通常为4.8V以上，而镍氢和镍镉电池的开路 电压为1.2V;目前市场通用的锂电池仅仅达到 3.6V，新工艺锂电池将达到4.8-7.2 V/50Ah 电池能量大幅提高、储存能量密度增大：这是新工艺锂电池的核心价值所在，这种电池综合了锂离子电池和石墨烯超级电容器的优点，能量密度达到160Wh/kg，与锂离子电池相当，是超级电容器的30倍；功率密度达到100kW/kg，是超级

7、电容器的10倍，是锂 离子电池的100倍，更轻便耐用。实现高速充电：基本上达到瞬时充电，无需等待；自放电率大幅度降低：小于3%/月，远低于镍镉电池的30%和镍氢电池的40%比目前市 面上通用锂电池的自放电率也降低一倍以上；没有“记忆效应”：新型锂电池可以在未完全放电的条件下充电而不会降低其容量。可以大大提高锂电池的效率，降低制备成本：采用该负极材料制备的锂电池具有能量 密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。该负极的采用， 能够制造高度可循环的电池单元，会大大推动电池行业的更新换代。2、研制产品的市场前景：2.1应用场所:电池按工作性质可以分为一次电池和二次电池。一次电

8、池是指不可以循环使用的电 池，如碱锰电池、锌锰电池等。二次电池指可以多次充放电、循环使用的电池，如先后商 业化应用的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池， 图2很好的说明了电池的分类情况 锂离子电池是当今国际公认的理想化学能源，具有体积小、电容量大、电压高等优点，被 广泛用于移动电话、手提电脑等电子产品，日益扩大的电动汽车领域将给锂离子电池带来 更大的发展空间，如图3所示。我国和世界主要发达国家出台了很多扶持新能源汽车的政 策。新能源汽车等七大战略性新兴产业的发展规划，将从政策层面对我国电动汽车进一步 推动。300250200100-鑼镉电池钳酸电池0 1111P40 5Q 60708090S

9、S环寿命长 自放电率小 境色坏保理电池图2应用电池分类与性能指标区别随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要 求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。最早得以应用的是锂亚原电池，用于心脏起搏 器中。由于锂亚电池的自放电率极低，放电电压十分平缓。使得起搏器植入人体长期使用 成为可能。锂锰电池一般有高于 3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源，广泛用于计 算机、计算器、手表中。现在，锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电 动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的应用群体。锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的

10、不间断电源，以及电动工 具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。锂离子电池 以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目 前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世 界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出 现，更推动了锂电池产业的发展和应用。图3锂离子电池主要应用场所锂离子电池行业将呈现爆发式增长。2009年全球锂离子电池产量约为30.5亿只， 合计电池容量约15,000MWh近年

11、来，全球各大汽车厂商纷纷推出各类电动汽车，测算数 据显示：2013年电动汽车锂电池容量达到14,000MWh，相当于2009年全球小型锂电池容 量93% 2018年电动汽车锂电池容量达到45,000MWh，相当于2009年全球小型锂电池容 量近3倍，如图4所示。全球锂离子电池产量（左柚）产量増速（右轴）麦科耒源:中银国际穂究图4锂离子电池2005-2009年应用增长情况动力电池是整个新能源汽车技术研发核心中的核心。在国家出台的节能与新能源 汽车发展规划中，未来10年，中国将投资1000亿元支持新能源汽车产业发展。作为核 心零部件动力电池首选，锂电池将迎来新的发展机遇，而相关的锂电池概念股或也将

12、井喷 式增长。2.2、国内外研制产品现状：所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构 成的二次电池。这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，具有独特机 理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。以LiCoQ为例：电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于 嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，女口 LiCoQ、LiNiO2、LiMnzQ、LiFePQ。为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电 位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、

13、中间相小球碳素 等和金属氧化物，包括 SnO SnO、锡复合氧化物 SnBxPyOz（x=040.6，y=0.60.4， z=（2 + 3x + 5y）/2）等。StriKlMireu眄triKliirB图5、锂电池的工作原理如图5所示，锂离子电池的主要组成部分包括外壳、正极、负极、电解液和隔膜等。 电池外壳一般为不锈钢或镀镍钢壳，有方形和圆柱形等不同的型号。电池的内部为卷式结 构或叠片结构，由正极、电解液、隔膜、负极组成。电池的正极由约90%勺正极活性物质（嵌 锂过渡金属氧化物，如LiCoQ、LiNiO2、LiVO2及LiMn2O等）、约7%-8%勺乙炔黑导电剂和 约3%-4%勺有机粘合剂均

14、匀混合后，涂布于厚约20卩m的铝箔集流体上；电池的负极活性 物质由约90%勺负极活性物质炭素材料、4%-5%勺乙炔黑导电剂、6%- 7%勺粘合剂均匀混合 后，涂布于厚约20卩m的铜箔集流体上。正负极的厚度约0.180.2mm,中间用约10卩m 聚乙烯膜或聚丙烯膜隔开，并充以1mol/L LiPF 6的有机碳酸脂电解液。正极材料：锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电解质材料的结构和性能，尤其 是电极材料的选择和质量。正极材料作为锂离子电池的核心部分之一，历来是人们研发的 重点，提高正极材料的性能是提高锂离子电池性能的关键。表现为两方面：一是正极材料 的容量每提高50%电池的功率密度就

15、会提高28%另一是电池中各部分材料所占的成本不 同，正极材料占有大于40%勺成本，因此，研究锂离子电池正极材料成为资本和智力集中的 焦点。目前锂电正极材料企业主要集中在日本、中国和韩国。在中国大约有十几家上市公 司在生产。而其中锰系及三元系是正极材料的首选。磷酸铁锂的难点主要集中在：产品一 致性、低温性能、高倍率放电、能量密度、电池制作成本等。另外，磷酸铁锂两大核心技 术专利包敷碳、碳热还原分别归加拿大、美国公司所有，这也是国内发展的障碍。锰酸锂 研究时间较长，是目前最成熟、最可靠的动力电池正极材料，并且没有专利的制约。而三 元材料可认为是已有材料的改性，更多的是关注工艺参数。从目前世界主流汽

16、车厂商的选 择也可以看出，锰系及三元系才是目前电动汽车的首选。隔膜进口依赖度较高：就隔膜来说，目前国内中高档隔膜主要靠进口，国内技术水平仍然较低，后续应加大 技术研发力度。目前上市公司中生产隔膜的仅有佛塑股份，云天化、南洋科技各1,500万平米/年隔膜目前正在建设中。电解质材料：从电导率、热稳定性和耐氧化性等性能来说，六氟磷酸锂是最优秀的电解质材料，目 前我国电解质几乎全靠进口，六氟磷酸锂毛利率高达60%以上。目前国内有些公司也在向六氟磷酸锂进军。负极材料：从技术上而言很成熟。负极材料也是唯一全部国产化的材料。它一般是天然的石墨、 人工石墨或者石油焦炭等材料。一般来说，作为锂离子电池负极材料要

17、求有以下性能： 锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的 输出电压高；在基体中大量锂能够发生可逆插入和脱插以得到高容量密度，即可逆的x值尽可能大；在整个插入/脱插过程中，锂的插入和脱插应可逆且主体结构没有或很少发生变化，这样可确保良好的循环性能；氧化还原电位随x值的变化应该尽可能少，这样电池电压不会发生显著变化，可保持较平 稳的充电和放电；插入化合物应该有较好电导率和离子电导率，这样可减少极化并能进行大电流充放电； 主体材料具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的SEI(solid-electrolytein terface )膜；插入化合物在整个电压

18、范围内具有良好的化学稳定性，在形成SEI膜后不与电解质等发生反应；锂离子在主体材料中有较大的跨散系数，便于快速冲放电；从实用角度而言，主体材料应该便宜，对环境无污染等。自从锂离子电池诞生以来，对锂离子电池负极材料的研究，主要集中在碳质材料、合金材料和复合材料等方面。碳质材料是最早为人们所研究并应用于锂离子电池商品化的 材料，至今仍是大家关注和研究的重点之一。碳质材料根据其结构特点可分成可石墨化炭（软炭）、无定形炭（硬炭）和石墨类。目前对碳负极的研究主要是采用各种手段对其表面 进行改性，但是对人造石墨再进行表面处理将进一步增加制造成本，因此今后研究的重点 仍将是怎样更好地利用廉价的天然石墨和开发

19、有价值的无定形碳材料。尽管石墨负极材料已完全国产化，也没有技术难题。因此，国内外很少有资金、先进 技术和雄厚智力资本的进入。但仔细分析可以看出，国产化的负极材料基本上停留在技术 落后、生产粗糙的阶段。紧紧依靠国内极大的石墨储备资源，制备出一些初级的石墨负极 产品。而高端负极市场也在国外，如负极领域日立化成和日本碳黑（Nipp on Carbo n）继续占有50%以上市场。近几年，石墨烯作为一种由石墨出发制备的新型碳质材料，单层或者薄层石墨在锂离 子电池里的应用潜力也落入研究者的视野之中。研究结果表明，石墨烯材料正是一种合适的储能新材料。研究证明石墨烯制成的锂离子电池负极材料能够大幅提高电池的储

20、存容 量。石墨烯制成的超级电容器，容量大，充放电速度快。石墨烯在新能源领域，如作为锂离子电池，超级电容器的电极材料等有着广阔的应用 前景。在消费电子领域，如智能手机，平板电脑的普及及爆炸式增长，对高性能锂离子电 池的需求不断提高。另一方面，以高性能锂离子电池作为核心部件的新能源汽车已经成为 各国发展汽车产业的共识，例如仅中国汽车动力电池的市场规模即将达到1000亿人民币。另外，目前中国光伏和风能产业是所有新能源项目中发展得最为成熟的产业，而推动大面 积的规模应用对储能电池的需求量也大增。石墨烯材料正是一种合适的储能新材料。研究 证明石墨烯制成的锂离子电池负极材料能够大幅提高电池的储存容量。石墨

21、烯制成的超级 电容器，容量大，充放电速度快。据估计，全球每年锂电负极材料的需求量在2.5万吨以上， 并保持20%以上的增长。同时2012年全球超级电容的市场规模超过70亿美元，同样保持着20% 的增长率。随着未来锂电和超级电容器的放量，石墨烯的应用空间巨大，未来对石墨烯产 品的需求量将会越来越多。目前利用化学方法采用石墨为原材料制备氧化石墨烯的工艺基 本上不适合大规模产业化应用，如使用大量的酸，强氧化剂，工艺周期冗长等。而开发绿 色无污染的氧化石墨烯的制备工艺在国际上还是空白。氧化石墨烯可以说是石墨原材料的 终极深加工产品，世界上约70%的石墨矿出口来自中国，而山东省是石墨优质矿的储藏和生 产

22、大省。“绿色”工艺制备氧化石墨烯及其储能应用这一崭新课题的提出对发展山东当地 的经济具有积极的战略意义，也有着广泛的本地及国内外产业用户需求。本课题研究的目标是推出一低成本，无污染的石墨烯的产业化工艺，并积极开发各种 储能材料的石墨烯衍生产品，以应对巨大的市场需求。2.3 、公司产品的提出和研制：公司在深入调查研究了国际、国内关于石墨烯负极材料的相关研究结果和报道，如何 找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯“薄膜”的方法是很重要的瓶颈问题。目前， 人们的研究主要集中于3个方面：一是石墨烯的低成本大规模制备的基础研究，二是石墨烯基复合材料的制备与性能研究，三是石墨烯材料在相关领域的应用研究。石墨

23、烯具有独特的优异电学性能，近年来石墨烯材料的制备及其储能材料领域的应用取得了较 大进展，随着人们对石墨烯及其复合材料研究的深入以及制备方法的改进，石墨烯及其复合材料在电化学中的应用将会得到更为广泛的关注。根据公司核心团队掌握的国际上最为先进的 CVD 可控方法连续制备石墨烯薄膜关键技 术，公司首创性地提出了这种 新型锂电池石墨烯/锡纳米复合负极材料产品的研制与开 发。如果人们想要让电子设备和太阳能电池得到广泛普及，那么则需要利用地球上存储 量丰富的材料，同时这些材料也无需花费过多的能量来获取。而国内外一些公司和风投， 纷纷转向锂电池正极材料、隔膜以及电解质研究和开发时，而忽视了对锂电池也有重要

24、影 响作用的负极材料产品的研制开发。 我公司研制开发的该产品，已经被国家新材料产业化 “十二五”重点产品目录列入第 82项先进储能材料之石墨烯/锡基合金负极材料。基于国际的纳米材料高科技的研发形式和我国的行业现状以及本公司的技术背景，公 司拟利用自有的专业化技术来生产石墨烯薄膜和锡薄膜，并采用公司自有专利新制备工艺 来制取独特的复合材料负极产品如图 6所示。24 / 24图6新型锂电池石墨烯/锡纳米复合负极材料公司将要致力于开发基于石墨烯和锡薄膜连续生产的复合材料负极产品。该产品不但 秉承了石墨烯薄膜在锂电池中的性能优点，并克服其中一些性能、成本的制约和缺陷，能 真正意义上研制开发出质优价廉，

25、生产简单，并能大批量推广的高速充电、大容量、长寿 命的锂电池。采用该工艺制备的负极产品制备的锂电池，其开路电压通常达到4.8V以上；能量高、储存能量密度大；比镍氢电池轻一半，体积也小20%高速充电，仅需要15分钟；放电率小于3%/月；并且没有“记忆效应”。二、研制开发基础和条件2.1、股东构成济南拓瑞新能源材料有限公司，计划注资300万，由国内著名专家范同祥博士出资120 万元人民币，占公司40%殳份，自然人杨理华出资105万元，占公司35%殳份，毕国庆出资 75万元，占公司25%殳份，联合成立一家高新功能纳米材料和功能复合材料及相关附属产 品研制开发的高新技术企业。公司总部拟注册在济南市高新

26、区留学人员创业园。2.2、核心团队构成:姓名性别年龄学位专业职务毕业院校备注范同祥男41工学博士（后）复合材料引进专家总经理上海交通大学从事纳米功能复合材料研 究，项目引进；研发团队 建设；公司整体运作韦进全男42工学博士（后）纳米材料总工程师清华大学从事纳米薄膜材料研究方面专家；负责生产运行毕国庆男40工商管理硕士工商管理副总经理西安电子大学从事公司内部行政事务管 理，公司国内运营总监杨明增男42经济学博士会计审计财务分析、风投南开大学负责公司融资、财务和风投引进李云国男31工学博士材料加工海外市场瑞典皇家学院负责海外产品信息收集及产品海外销售王璇女23工学学士复合材料项目助理济南大学项目资

27、料整理及对外联络范同祥（引进专家、总经理）个人简介：范同祥，男，山东昌邑人氏，1971年7月生，博士学位。1989.09-1993.07 山东工 业大学材料科学与工程学院，获学士学位；1993.09-1996.07 山东工业大学材料科学与工 程学院，获硕士学位；1996.09-1999.08 上海交通大学材料科学与工程学院，获上海交 通大学和日本大阪大学联合培养博士学位；1999.09-2001.08 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，讲师；1998年2001年先后在日本大阪大学从事复合材料和日本 科学技术厅从事新型功能陶瓷博士后工作。2001.09-2006.08 上海交通大学金属基

28、复合材料国家重点实验室，副教授。2006.09-现在 现任上海交通大学材料科学与工程学院、金属基复合材料国家重点实 验室教授（2006年8月）、博士生导师（2006年 12月），金属基复合材料国家重点实验 室主任助理。主要从事基于生物结构功能复合材料、特种功能金属基复合材料制备科 学研究工作。作为主要人员近年来参加国家自然科学基金重点项目复合材料制备科学研究”教育部 跨世纪人材”基金等研究。作为 项目负责人 近年来主持承担或完成 国家自然科学基金 3项、973课题1项（编号：2012CB619601，973计划专题3项（编号：2011CB6103012011CB012803 2006CB601

29、204、863 计划 1 项（编号：2002AA334030 , 日本Toyota公司国际合作项目1项，国防预研航天支撑技术基金、上海市基础研究重 点项目和重大项目、上海市科委纳米专项、上海市科委高新引导项目等研究。所开展 研究先后获山东省科技进步二等奖（1997年）、日本AIEJ Scholarship （ 1998年）、日本科技厅STA Fellowship（ 2000年）、上海市自然科学一等奖（2006年）、上海市科技 启明星资助计划和跟踪计划（2005年和2010年），上海市教育委员会曙光学者气2008年）、教育部首批新世纪优秀人才计划、教育部优秀青年教师资助计划、霍英东基金优 选资助

30、课题、教育部留学回国人员基金等等。在国内外学术刊物发表研究论文被 SCIE收录115篇，被SCI他人引用716次，单篇论 文SCI 他引次数最高 46 次；2007 年以来在 Progress in Materials Science 、Advaneed Materials 、Advaneed Functional Materials、Chemistry of Materials 、Acta Mater.等专业期刊上发表论文50余篇，论文被SCIE收录49篇、其中以第一作者发表论文4篇， 以通讯作者发表论文 30 篇，2007 年以来被 Chemical Review、Nature Nano

31、tech nology、 Nature Photonics等刊物SCI他引325次，单篇论文SCI他引次数最高46次，国际重要会议特邀报告9次（Keynote Lecture 2次，Invited Talk 7次），应材料权威期刊Progress in Materials Scie nee和ChemSusChemChemCatChen撰写仿生领域评述与进展文章。研究先后5次入选国际期刊圭寸面文章（Advaneed Materials, Carbon, PCCP, ChemSusChem, Journal of Materials Chemistry） ，15篇次评为国际期刊热门文章，6次被国际

32、刊物作 为研究亮点报道（NewScientist,MIT Technology Review, BBCKnowledge Magazine, MRSBullet in,Photo nic Spectra Magazi ne, Chemistry World），获包括 Nature Materials 助理编辑Dr. Alison Stoddart 在内的典型评价30余项，3次入选ACSPress Release， 1次 入选RSCPress Release;研究被加拿大Discovery Channel采访报道；研究先后被NPGAsia Materials, Nature China,ACS

33、News, RSCNews, Discovery Channel News, Scienee Daily, P,Materials view, En ergy Research News, Nano werk等科技专业媒体作为研究亮点报道、转载和评价百余次。授权中国发明专利共12项，其中第一发明人7项目前主要学术兼职担任中国材料研究学会青年委员会理事、中国复合材料学会理事、中国有色金属学会材料科学与工程委员会委员、The Ope nCeramic Scie nee Journal编委等。韦进全（总工程师）个人简介：清华大学机械工程系副研究员、博士， 1992-1996，清华大 学机械工程系，工

34、学学士， 1996-1999，清华大学机械工程系，工学硕士， 2001-2004， 清华大学机械工程系，工学博士。先后主持、承担863项目、国家自然科学基金等 10余项，发表60余篇SCI检索论文，出版学术著作 2部。工作经历：2004-2006清华大学机械工程系，博士后，2006-2007清华大学机械工程系，助理研究员，2007-清华大学机械工程系，副研究员，2010.03-2011.04 RiceUn iversity, USA,访问学者。获奖及荣誉：国家自然科学二等奖（2006），教育部自然科学一等奖（2006），教育部“新世纪优秀人才计划” （2009），北京市科技新星（2008）工作

35、特长及业务主攻方向：纳米材料的光电性能，纳米复合材料、纳米科技，纳米材料在可再生能源的应用 等。在本产品研发过程中，主要负责材料研发、产品技术升级、新工艺制定、生产运行。毕国庆 （副总经理）个人简介：1992 -1996，在西安电子科技大学电气工程系攻读学士 学位；2000-2003年，山东理工大学经济管理学院，获得工商管理硕士学位；1996年-2004年，就职于济南九阳电器有限公司（现山东九阳股份有限公司 深交所上市企业）曾经任职 开发部经理、技术部经理；2004-2008年创办了常州肯迪电器有限公司任总经理，主营业 务小家电的开发、生产、销售，带领公司从创业到团队建设，用四年时间，打造了一

36、支过 硬的生产和营销管理团队，把公司年销售业绩做到5000万。于2008年创办济南敏杰电子有限公司，担任总经理，主营业务 NT（热敏电阻器及NT（温度传感器的开发、生产、销售。多 年来的产品开发管理经验和公司运作管理经验，熟悉从产品开发、生产管理、市场营销以 及品牌建设等管理实践操作经验。具有丰富的新团队建设、培训管理经验，利于新公司的 快速良性发展壮大。2.3、资金保障项目计划总筹集资金1500万人民币，分三期实施投资，具体计划如下：第一期，公司筹建初运营阶段：计划筹集资金 600万。资金来源：股东注资300万，申请政府“ 5150”项目资助投资300万元 主要用途： 采用化学沉积法（CVD

37、进行石墨烯制备、产品鉴定、生产设备和检测 设备采购（进口设备）、原材料购置、团队研发检测费用，专利申报等， 计划投资100万； 采用化学沉积法（CVD进行锡薄膜制备、产品鉴定、生产设备和检测 设备采购（进口设备）、原材料购置、团队研发检测费用，专利申报等， 计划投资100万； 高速充放电石墨烯纳米复合锂电池负极材料研制、产品鉴定、生产设备 和检测设备采购（进口设备）、原材料购置、团队研发检测费用，专利申 报等等，计划投资150万； 公司开始运作、市场初步启动、宣传推广等计划投资100万。第二期，公司开始正常运转，初盈利阶段：计划筹集资金 300万。资金来源：银行短期借款。主要用途：用作企业流动

38、资金，在公司运营的 2-3年，增加300万的短期 借款，以此改善现金流动状况并达到较合理的资产负债比。第三期，公司良性发展，进入投资回报阶段：计划筹集资金 600万。主要来源：风险投资方。主要用途： 公司新材料实验中心升级改造、设备升级、现代化净化生产厂房的规 划建设，计划投资400万。 企业形象包装、公司品牌建设、国际国内市场深入全面开拓、计划投资200万元。2.4、样品试制和设备投入2.4.1 项目进度目前，采用化学沉积法（CVD制备的石墨烯和锡薄膜样品已经检验通过，可以小批量 生产。这些前期工作都在范同祥博士工作的上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合 材料国家重点实验室内完成，公司成

39、立后尽快在济南成立纳米复合材料研制中心，由范博 士组建拓瑞公司自己的研发团队；新型锂电池石墨烯/锡纳米复合负极材料正在试制阶段，计划2012年12月底完成样品并进入实测检验阶段；PLC程控热转印设备正在研制中，由 范同祥博士设计，具体研制调试任务由韦进全博士负责。计划在2013年4月完成安装调试成功。在2013年6月完成复合热转印工艺的试机和小批量生产任务。2.4.2生产流程和设备采购根据前期的样品研制和试制，基本确认生产工艺图如下：Sandwich-type ”石墨烯-锡薄膜连续复合印刷工艺示意图结合石墨烯/锡纳米复合负极材料的试制和上述工艺路线图，公司已着手考察采购设 备，大致统计如下：C

40、VD法制备工艺生产设备：真空炉加热设备，等离子体设备、晶体生长设备等，先期 计划投资100万，根据工艺升级情况再追加100万设备补充。复合热转印生产设备：3D立体真空热转印机、圆筒式热转印机、PLC程控混料给料机、PLC程控烘干机、数控切割成型机、负极材料检测设备等，计划投资150万。目前专业化程控热转印设备已在研制。前期小规模全封闭无尘环保净化生产车间的设计建设：计划投资50万元三、公司战略与市场营销3.1公司概述济南拓瑞新能源材料有限公司是一家功能纳米材料和功能复合材料及相关附属产品 研制开发的高新技术企业。计划 2012年10月注册于济南市高新区，注册资金300万元。公 司总部拟设在济南

41、市高新区留学人员创业园。主要由一批国内在纳米材料、复合材料领域 有成熟研发经验的工学博士出资筹建，致力于国内纳米材料、复合材料及其光电器件的研 究开发。公司拥有自主开发的石墨烯 （CVD制备及检测技术、高速充放电石墨烯纳米复合 锂电池负极材料制备及检测技术，并以此技术为核心批量生产石墨烯纳米复合锂电池负极 材料,通过制造和销售该产品及其附属产品达到赢利、回报社会的目的。3.2总体发展战略321初期（1-3年）:主要产品石墨烯、氧化锡、以及以此原材料开发研制的石墨烯纳米复合锂电池负极材 料系列产品。其中石墨烯纳米复合锂电池负极材料产品定位是：升级并逐步取代作为现有 锂电池以碳素材料为主的碳负极材

42、料，充分发挥石墨烯纳米复合锂电池负极材料的优良特 性,可极大的提高锂电池的冲放电量和冲放电次数， 大大提高电极性能，使锂电池可急速反 复冲放电而不会退化，同时极大的提高锂电池的功率密度和能量密度使其更轻便更节能。 初期逐步建立自己的研发、生产、营销团队并打造自己的品牌，积累无形资产；收回初期 投资，为今后扩产做基垫；在现有成熟的产品基础上研制开发新产品，时刻做到研发一代、 储备一代、生产一代使我公司在核心技术上永远保持行业前列。第一年： 研制开发出石墨烯纳米复合锂电池负极材料并完成产品鉴定； 石墨烯纳米复合锂电池负极材料实现小批量试产，局部投放市场； 以石墨烯纳米复合锂电池负极材料为基础初步完

43、善制作工艺； 完成整套设备调试并投入小批量生产；第二年： 产品进入导入市场阶段，国内锂电池生产企业产品线相对较窄、较专一，本阶段的目标客户群体是通讯设备（手机、无线电话、移动 POS等）、视听设备（摄像机、MD播放机、 无线音箱等）和个人电子设备（笔记本电脑、 PDA导航仪等）的锂电池国内生产企业，这 三类客户群体基本覆盖了小型化锂电池生产的企业，客户要求和标准差异不大， 在这些用户中打开并初步占领 小型化锂电池的高端市场。 通过小型化锂电池复合负极材料的批量销售进一步完善产品的制作工艺及技术升级。 初步接触国际知名小型化锂电池生产商，达成合作共识。 初步接触国内电动车及汽车锂电池国内生产企业

44、，达成合作共识。 进一步完善并细化公司的组织结构，打造销售团队，从管理要效益。 年度目标销售额1000-1500万。第三年： 巩固并拓展小型化锂电池的高端市场的占有率。 和电动车锂电池企业深化合作，快速挖掘并占领大型化锂电池高端市场。 和国际知名锂电池企业深化合作，打造国际化品牌之路。 进一步提升品牌形象，增加无形资产。 随着市场需求量的提升不断增加相应的生产及检测设备，扩大生产规模。 打造出一支过硬的国内国际营销团队、建立一支技术过硬的研发团队。 年销量有大的提升,目标销售收入达到2000-3000万元。322 中期（4-6年）： 持续完善和更新现有产品，研制开发新一代石墨烯纳米复合锂电池负

45、极材料产品，保 持行业技术始终处于绝对优势地位 。 进一步完善和健全生产体系和销售网络，进一步降低产品的技术和材料成本，以其绝对的性价比优势保持市场的逐年稳步递增，向市场主导地位迈进。 建设成国内一流的纳米复合新材料试验中心、新型储能材料工程研究中心，建设成一 定规模的先进环保无尘净化工厂。 年销售额每年都有30%以上幅度的提升。3.2.3远期： 进一步扩大市场占有率，成为新一代石墨烯纳米复合锂电池负极材料市场领域的领跑者，致力于在新能源材料领域做专、做实、做精、做透、做特！ 拓展市场空间，利用公司产品和技术优势，利用石墨烯和石墨烯功能复合材料的独特性质，与高校和高企强强联合开发持续增长的相关

46、领域应用产品：石墨烯可替代晶硅应用在芯片领域，将芯片速度提高到THZ级别。全球每年半导体晶硅的需求量在2500吨左右，石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成电路，市场容量至少在5000亿元以上。石墨烯制成的超级电容器，充电时间只需1毫秒。2010年全球超级电容市场规模在50亿美元，并保持着20%勺增长率，随着未来超级电容器的放量，石墨 烯的应用空间巨大。石墨烯可以替代ITO作为导电材料制成显示器件。预计2011年全球 ITO导电玻璃的需求量在8500-9500万片，石墨烯的替代空间巨大。利用石墨烯复合材料 的特性研发新一代用于再生能源储存（如储存太阳能和风能）的智能电网、水净化膜、生 物医学

47、设备和传感器等高端替代产品，将是一个无法预知的庞大市场空间和颠覆性的市场 突破。3.3、市场营销策略331、目标市场石墨烯纳米复合锂电池负极材料的主要目标客户群体主要是国内外锂电池制造商，目前锂电池传统运用在如下领域： 通讯设备：无绳电话，移动电话，传真机，移动POS机等 视听设备：摄像机，手提音响，MD播放机，便携式DVD和 VCD播放机，无线音箱等 电子设备：笔记本电脑/平板电脑/上网本、PDA便携式打印机、智能吸尘器、GPS导航 仪、电动工具等 工业仪器：探伤仪，激光检测仪，大气采样仪，水质检测仪，激光指向仪，光纤溶接机，选频变平表等 医疗器械：监护仪，心电图机，B超机，呼吸机，激光采血

48、仪等 车载电池：新能源汽车、电动自行车、电动摩托车等332、市场前瞻石墨烯制成的锂离子电池负极材料能够大幅提高电池性能。全球每年普通负极材料的需求量在2.5万吨以上，并保持30%上速度增长。石墨烯作为负极材料如果应用在十分 之一的锂离子电池中，其需求量也在2500吨以上，每年的市场容量至少在5000亿元以上。 未来10年，中国将投资1000亿元支持新能源汽车产业发展。作为核心零部件动力电池首 选，锂电池将迎来新的发展机遇，而相关的性能绝对优异的石墨烯纳米复合锂电池负极材 料也将井喷式增长。3.3.3、产品主要特性：石墨烯锂离子电池诞生，开启储能技术新纪元。这种电池综合了锂离子电池和石墨烯超级电

49、容器的优点，能量密度达到 160Wh/kg，与锂离子电池相当，是超级电容器的 30 倍；功率密度达到100kW/kg，是超级电容器的10倍，是锂离子电池的100倍，更轻便耐 用，可反复充放电并有几乎无限期的使用寿命。使用石墨烯纳米复合锂电池负极材料制作的大型号锂电池满充仅需几分钟，小型号锂电池满充仅需几秒钟将彻底颠覆手持锂电设备的传统使用化、加速纯电动汽车产业化_ 墨烯锂离子电池可实现快充快放，满充仅仅需要几分钟，将彻底解决了电动车充电站配套 建设问题，也提升了电动车市场接受度，将革命性的加快电动车产业化进程。经典应用领域案例分析：众所周知，电动汽车因其清洁节能的特点而被视为汽车的未来发展方向

50、，但电动汽车 的发展面临的主要技术瓶颈就是电池技术。人们希望电动车充电能像加油一样，在几分钟 内就可以完成，但耗时问题始终是电池技术难以逾越的障碍。动辄数小时的充电时间，让 许多对电动车感兴趣的人望而却步。我公司新研究通过采用石墨烯纳米复合锂电池负极材 料制作锂电池，绕过了挑战可完全解决这类问题。如果今后电动汽车广为流行，充电站设置在加油站，其结果将会出现一幅十分有趣的情景，那就是电动车的充电时间将比加油还要快，而且比加油还便宜。3.3.4、营销策略结合石墨烯纳米复合锂电池负极材料产品的强大优势，在今后的市场营销推广上主要 采取“重点突破、因势利导”的营销战术方式。前期市场主要选择小型化锂电池

51、生产的企 业，这类客户要求和标准差异不大，在这些用户中打开并初步占领小型化锂电池的高端市 场。主要还是考虑到小型化锂电池负极材料工艺相对简单成熟的特点，充分宣传产品充电 快、轻便能效高、使用寿命长的特点，做出样本客户，召开新产品鉴定会和新产品发布会 的形式，邀请政府相关职能部门及锂电池生产企业参与公司这些活动，逐步打入这些市 场，拓展产品市场认知度和公司知名度。石墨烯纳米复合锂电池负极材料作为一种新产品进入市场，充分发挥石墨烯纳米复合 锂电池负极材料的优良特性，针对传统的以碳素材料为主的碳负极材料的一些缺点以及应 用中所出现的不便，希望以其独特性能和优异品质吸引目标顾客的目光，从而在市场上占

52、据一定份额。根据对行业的分析以及公司理念，制定以下短、中、长期三种销售目标短期销售目标通过营销手段推介产品”通过营销手段树立品牌”通过 新产品鉴定会” 新产品发布会” 等方法让大家了解我们的产品各类围绕锂电池厂商的需求开设的主题活动，搞好共赢互利关系中期销售目标以特取胜”、以新取胜”产品的特点、品质介绍，让国内制造商对石墨烯纳米复合锂电池负极材料”这类咼新产品产生忠诚度和前瞻度长远发展目标利用产品的特性研发新一代可用于再生能源储存的智能电网产品”通过 民用锂电池负极材料”的市场探 路，逐步过渡到 工业用新能源存储”方 向的市场中去3.3.5价格策略首先，石墨烯纳米复合锂电池负极材料”属高科技产

53、品，技术含量极高，初期我们追 求高端市场，这正是初期定价的依据与基础。同时，作为一种高科技产品，较高的定价也 有助于在用户心目中树立高品质的形象以及品牌效应。其次，尽管石墨烯纳米复合锂电池负极材料”的生产成本不是很高，但考虑到先期所 投入的研发成本、今后要进行的研发活动所需庞大支出、新产品初期进入市场的各项营销 投入等，这些方面的成本都很高。我公司产品将定位于中高档价，旨在获得较为丰厚的利润，在短期内收回投资成本， 使资金回笼相对及时，有利于进行更好的研发和投资。而且，在产品新生期阶段采用多种 营销手段来使 石墨烯纳米复合锂电池负极材料”迅速被市场接受，打开销路，增加产量， 使成本在生产发展的过程中进一步下降。因为是作为新技术进入市场，传统以碳素材料为主的碳负极材料竞争者在先期对石墨烯纳米复合锂电池负极材料”基本不构成威胁，因为产品是基于传统负极材料在某些方 面的缺陷推出的。定价将主要考虑市场的需求与消费者可以接受的价格范围。在对市场需 求、真实成本、向客户提供的价值和竞争对手都进行了准确的分析后，做出使企业利润最 大化的合理市场定价。3.4财务预估和风险预估：公司成立初期共筹资金600万，其中股东注资300万，申请政府项目资助投资300万 元。中期申请短期借款300万用作流动资金，以此改善现金流动状况并达到较合理的资产 负债比。资金主要用于购建生产性固定资产（350万