磷酸亚铁锂生产项目可行性研究报告

1、磷酸亚铁锂生产项目可行性研究报告磷酸亚铁锂生产项目可行性研究报告（本文档为word格式，下载后可修改编辑！）第一章企业基本情况11.1项目承担企业基本情况 错误！未定义书签。1.2项目法人的所有制性质 错误！未定义书签。1.3项目法人的主营业务 错误！未定义书签。1.4项目负责人基本情况 错误！未定义书签。1.5公司主要股东概况 错误！未定义书签。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第二章 项目建设的意义和必要性 12.1项目提出的背景122项目建设的意义及必要性 22.3国内外现状和技术发展趋势 32.4产品性能与同

2、行业工艺的比较 82.5对产业发展的作用与影响 112.6 产业关联度分析 112.7市场分析13第三章项目的技术基础错误!未定义书签3.1成果来源及知识产权情况 错误！未定义书签。3.2已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限错误！未定义书签。3.2.1项目技术基础 错误！未定义书签。3.2.2本项目已完成的研发工作等情况 错误！未定义书签。3.2.3中试情况及测试结果 错误！未定义书签。3.3工艺技术特点及优势错误！未定义书签。3.3.1产品工艺技术特点及优势 错误！未定义书签。3.3.2产品的技术保障 错误！未定义书签。3.4对行业技术进步的重要意义和作用 错误！未定义书签。 TOC o

3、 1-5 h z 第四章项目建设方案254.1项目情况、建设规模及建设的主要内容 254.2采用的工艺技术路线与技术特点 264.3设备购置方案294.4工程方案324.5公用工程建设方案 354.6项目建设地点、工期和进度安排 384.7建设期管理394.8主要技术经济指标 41第五章投资估算及融资方案 435.1投资估算、投资计划与资金筹措 435.2融资方案45521融资组织形式455.2.2资金来源选择455.2.3资本金筹措455.2.4债务资金筹措及项目分年投资使用计划 455.2.5融资方案分析 46第六章清偿能力分析 .476.1项目的清偿能力分析476.2项目还款和担保责任4

4、7第七章环保、节能及配套条件 487.1环境保护487.1.4设计原则48项目的污染源与污染物 48环境保护措施方案 487.2节能517.2.1节能概述517.2.2节能原则527.2.3节能依据537.2.4节能措施及节能效果 537.2.5能源消耗分析55项目节能管理设计 557.2.7项目所在地能源供应情况 557.2.8节水措施567.3原材料供应及外部配套条件落实情况 56第八章安全卫生及消防618.1安全卫生618.2消防64第九章工程招标669.1设计依据669.2邀标方案66第十章财务评价6810.1基础数据6810.2财务分析6910.3财务评价结论 72第一章项目建设准备

5、基本情况内容 7311.1项目前期主要手续的批复办理情况 7311.2项目建设进展情况73第十二章风险分析7512.1项目主要风险因素识别 7512.2主要风险程度分析7612.3防范和降低风险措施 7712.4社会效益分析77第十三章结论与建议79研究结论79建议804、建设项目选址意见书项目附表、附图、附件 附表：1、项目总投资估算表2、流动资金估算表3、总投资计划与资金筹措计划表4、固定资产折旧费估算表5、无形及其它资产摊销费估算表6、总成本费用估算表7、营业收入、营业税金与附加和增值税估算表8借款还本付息计算表9、项目投资现金流量表10、项目资本金现金流量表11、利润和利润分配表12、

6、财务计划现金流量表13、资产负债表附图：1、项目区域位置图2、场区平面布置图附件：1、企业法人营业执照2、企业注册资金证明3、年度财务审计报告5、土地使用证明6、环境保护厅批复文件7、项目备案文件8银行贷款承诺函i 第一章企业基本情况（略）第二章 项目建设的意义和必要性2.1项目提出的背景新能源的不断开发是人类社会可持续发展的重要基础，随着科技的 进步，人们对可移动能源的需求愈来愈强烈，特别是对纯电动交通工具 的要求随石油及环境危机的加剧而不断加强。1990年日本某某公司研制成功以炭材料为负极的锂离子电池，由于其具有安全性好、电压和比能量高，充放电寿命长，可快速充放电等优 点，因而广泛用于手机

7、、笔记本电脑和摄相机等便携式电器。近年来， 随着锂离子二次电池在电动汽车上的应用，锂离子电池的需求量每年大 幅度增长。目前，全球有 33个国家及地区采用动力电池生产纯电动公 交大客车、中巴车、卡车、轿车等绿色交通工具，每年为地球节约数千 吨石油。随着石油等能源的枯竭以及人们对环境污染的重视，大型动力锂离 子电源处在发展热潮中。锂离子动力电池现在已具备广泛进入市场的能 力。锂离子动力电池组装的电动车，已经出现在法国、意大利、台湾、 日本、香港和中国的深圳、中山、武汉、郑州、北京、大连、重庆等许 多城市。锂离子动力电池及材料，将会是本世纪人类理想的替代燃油的 产品。磷酸亚铁锂作为一种新型的锂离子电

8、池正极材料，具有价格低廉， 资源丰富，安全性好、循环更稳定等优点而成为锂离子动力电池的最佳 正极材料。1997年，首次报道了橄榄石型的磷酸铁锂（LiFePO4）可用于锂离子 电池正极材料，近年来国际上普遍认为LiFePO4是高能动力电池的最佳 新型正极材料。其主要优点表现在：（1）能解决LiCoO2及其他现有正 极材料不能解决的安全问题：由于采用磷酸根取代了氧，在滥用条件下 不会有氧气析出，所以安全性能大大提高。（2）原料来源广泛，价格低 廉：铁元素在地壳中含量十分丰富，仅次于氧、硅、铝三种元素。（3）无毒、无污染，是真正的绿色能源。（4）循环寿命非常长，可以满足电 动车频繁充放电的需要。自2

9、005年初，功能材料化学研究所组织了来自国内知名大学的教授、博士以及国内知名企业从事磷酸亚铁锂生产的技术人员成立项目 组，开始小批量生产技术开发，目前已经掌握了磷酸亚铁锂的工业化生 产技术。目前，该产品已通过中科院主持的中试鉴定，中科院主持的中试鉴 定会给予了 “技术处于国际先进、国内领先水平”的高度评价。所生产 的产品经电池厂家检测，各项性能均处于国内领先地位。面对良好的政策优势和投资环境，科技有限公司，依托磷酸亚铁锂 的技术优势，提出建设4000吨/年磷酸亚铁锂电池材料项目。项目建成后，将有利于缓解未来的能源紧缺、有利改善城市的环境 污染、有利于解决失业问题，必将推动中国磷酸亚铁锂电池材料

10、产业的 崛起，为实现我市经济转型和科技创新带来新动力。2.2项目建设的意义及必要性总理在2016年政府工作报告中对新能源的定位以及随后的一系列 重大政策措施，充分表明了政府推动新能源发展的决心和信心。在以新 能源为突破的工业革命发展上与世界主要国家站在同一起跑线上，新能 源的发展应长期强烈关注。新能源产业是二一世纪十大高新科技产业之一，电池工业是新能 源产业的重要组成部分，已成为全球经济发展的一个热点。随着电子信 息技术、数码科技的发展，各种便携式电器、通讯设施、音像产品、医 疗器械等用电器具将不断增加。新的用电器具的发展和保护环境的要求 已成为推动电池工业快速发展的两大主要因素。未来产业、科

11、技、军事 国防、航空航天、日常生活对各类电池的需求将持续增加，对电池无害 化的要求也将越来越高。石油能源日渐趋竭及环境保护意识日受重视，绿色环保能源相关产 业将是未来3050年的明星产业。石油的替代能源（包括太阳能、风 力、水力发电等）未来将日趋受到重视，储存电能的重要媒介-电池的 市场需求将是非常庞大，各种电动车辆、储能设备（UPS等）、电动工具等产品的电池需求，将带动第一波磷酸亚铁锂动力电池的需求。本项目是新能源材料项目，属于国家大力支持发展的项目领域。在 能源问题日益突出的情况下，锂离子电池特别是锂离子动力电池的发展 特别迅速。磷酸亚铁锂作为一种新型的锂离子电池正极材料，产品具有 无环境

12、污染、安全性好、成本低、适用于产业化生产，是改善和发展我 国新型能源产业振兴我省经济基础关键性项目，具有较好的经济效益和 社会效益。综合分析，项目建设是必要的。2.3国内外现状和技术发展趋势锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，其中正极材料的是最为 关键的部分，新型正极材料的研制已成为决定锂离子电池发展的关键。 具有高插入电位的过渡金属氧化物常作锂离子电池的正极材料，目前研 究较多的主要是层状结构的锂钻氧（LiCoOb）、锂镍氧（LiNiO 2），具有尖 晶石结构的锂锰氧（LiMnbO4）以及橄榄石结构的磷酸亚铁锂（LiFePOJ。层 状结构的锂钻氧（LiCoOb）目前已大规模商品化，具有开路

13、电压高、比能 量大、循环寿命长、能快速充放电等优点，但其毒性较大，价格昂贵， 制作大型动力电池时安全性难以得到保证，因此它目前主要用于手机等 小型电器。锂镍氧（LiNiO 2）较锂钻氧价格略低，性能与锂钻氧相当，具 有较优秀的嵌锂性能，但制备困难，热稳定性差，产品性能难以稳定， 并且也存在较大的安全隐患。尖晶石（LiM nzQ）成本低，耐过充安全性能 好，制备也比较容易，但其克容量低，高温电性能和循环性能较差，并 且充放电时尖晶石结构容易发生畸变效应而不稳定，因此自放电率比较 高。正交晶系橄榄石型磷酸亚铁锂（LiFePO4）具有成本低、无毒、对环境 友好、原材料来源丰富、理论容量和工作电压较高

14、等优点，并且它具有 更好的循环性能和更高的安全性能。综合分析，锂钻氧电池主要应用于小型电器如手机、蓝牙、MP3笔记本电脑等，锰酸锂可用于中小型动力电池，但它主要起过渡作用， 磷酸亚铁锂则主要面向中小型和大型（100Ah以上）动力电池应用。LiFePO在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，具有有序的橄榄石结 构，属于正交晶系（D162h, Pmnb）b在每个晶胞中有4个LiFePQ单元其 晶胞参数为 a=6.0089?, b=10.334?和 c=4.693?。在 LiFePQ 中，氧原子 近似呈六方紧密堆积，磷原子在四面体的空隙，铁原子、锂原子分别在 八面体的空隙。在晶体b-c平面上FeQ八面体共点

15、连结。一个FeO八 面体与两个LiQ6八面体共边，而一个PQ四面体则与一个FeQ八面体和 两个LiQ6八面体共边。且Li+具有二维可移动性，在充放电过程中可以 脱出和嵌入。强的P Q共价键形成离域的三维立体化学键， 使LiFePO具有很强 的热力学和动力学稳定性。纯LiFePQ存在的主要问题是离子扩散系数和电子传导率均较低。针对这种情况，人们通过各种方法提高磷酸亚铁 锂的电导率，将导电碳包覆在磷酸亚铁锂颗粒表面以 形成磷酸亚铁锂-碳复合正极材料是一种较好的解决方法。图1为钻酸锂、锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意图。层状钻酸锂中锂的脱嵌只能控制在 50注右（理论容量274mAh/g,

16、 实际容量l40mAh/g）,否则会引起体积较大变化，进而引起发热发火。 与钻酸锂相比，磷酸亚铁锂和锰酸锂都更安全。锰酸锂的最大缺点是， 在深度放电过程中，当锰的价态低于或者等于3.5时，会发生 Jahn-Teller畸变效应，使尖晶石中的 MnO八面体由正八面体结构转变 为四面体结构，造成材料结构不稳定。磷酸亚铁锂的充放电反应是在 LiFePQ和FePO两相之间进行的，其中LiFePQ具有有序的橄榄石结构， 空间群为Pnma磷酸铁属于异磷铁锰矿结构，空间群为Pbma两者结构极为相似，晶胞体积也很接近，由晶格常数的变化可以算出，在LiFePQ 被氧化为FePQ时，其体积减小了 6.81%,充电

17、过程中的体积收缩可以弥 补碳负极的膨胀，有助于提高锂离子电池的体积利用效率，这一结构就 决定磷酸亚铁锂具有超长的循环寿命和高度的安全性。LiCcOS LiNiO钳麒锂、程觀钾-：层狀结构LiMn2O4LiKeTJ4幅炭总匚極I珮检栈谟做橈5结框过充將会发.舷火异碳枚！3犷屠图1钻酸锂、锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意图目前直接合成磷酸亚铁锂的方法主要有高温固相反应法、水热法 按照前驱体制备工序分还有溶胶凝胶法、共沉淀法、机械化学活化法等。 从产业化的角度来讲高温固相法具有工艺简单，容易操作，工艺可调性 好，成本低等特点而成为首选方法。不同企业的高温固相法的具体实施 工艺又有所不同。

18、影响LiFePO商业化的最主要障碍有两个：1、就材料本身而言是其导电性差，电阻率较大，电化学过程为扩 散控制，使之在大电流放电时容量衰减较大，而大电流放电又是评价动 力电池性能的一个关键因素。目前的解决方案主要有包覆碳和掺杂金属 离子。2、产品一致性差。目前磷酸亚铁锂产品不同批次性能相差比较大。 产品一致性差主要跟原材料的控制，烧结工艺以及产物的最后整形与处 理工艺有关。就烧结方法看，普遍采用惰性气氛炉不断通氮气或氩气来 进行煅烧，技术的关键点在于严格控制烧结过程中的氧分压，减少样品 的降温时间。在国际上，美国Vale nee公司（美国上市公司）2004年实现了 LiFePQ 的产业化，解决了

19、其电池的倍率放电及低温性能等问题，并已在中国的 部分锂离子电池厂家（东莞新能源、青岛澳柯玛及邦凯等）以OEM方式生产410Ah的聚合物电池，其中东莞新能源的使用量就达到每年120吨。Vale nee在中国苏州建设有生产基地。近期开发U-charge及K-charge二个系列动力电池，其中U-charge为12.8V、40130Ah电池 组，K-charge 为25.651.2V、4892Ah电池组，比能量为 91.6 101Wh/kg、能量密度在 130145Wh/L,除了优良的安全性外，可在 -20 C60C放电，及-40 C60C储存，80%DO循环寿命为2000次， 而且其模块设计成可与

20、铅酸动力电池互换，并且已经有了大量使用。A123公司主要从事掺杂金属离子的 LiFePO材料的商品化运作，但相关 网站上涉及技术指标的公开资料不多，部分产品已在台湾的部分厂家试 用，据称生产能力在年产500吨，但其材料并不对中国大陆供货。北大 先行科技产业有限公司近期已经实现磷酸亚铁锂的量产，但产品性能还 有待改进。另外国内湖南瑞翔、青岛乾运、山西力之源等也均在开展 LiFePO4的产业化工作。磷酸亚铁锂材料技术解决比较完善的是美国 vale nee公司，其材料 克容量虽然不高（批量的为135mAh/g）,但产品加工性能、高倍率放电性 能、制成电池的自放电稳定性等各方面均很好。本项目产品与美国

21、某公司同类产品比较详见下表：与美国某公司同类产品比较表表1-1名称美国 VALENCE本项目产品平均粒径23 口38 m （可调）比容量（mAh/g130145振实密度1.01.2比表面积（m/g）12152000次循环后容量衰减率（）3020详见磷酸亚铁锂圆柱电池IFR18650的测试结果表:磷酸亚铁锂圆柱电池IFR18650的测试结果表1-2厂家国内A国内B国内C国内D本项目产品克容量（mAh/g）140140135145145中值电压（V）3.263.203.283.303.28体积比容量（Wh/L）295226265305310比能量（Wh/K12590113130128 单位成本（Y

22、 /Wh）9.211.58.610.28.22.4产品性能与同行业工艺的比较241 创新点1、本项目采用特殊结构的高导电碳材料聚并苯对活性材料进行包裹。先合成链状有机物，然后再进行活性材料包裹，在包裹的过程中链 状有机物进一步发生缩合反应，生成了二维或三维结构的导电聚并苯材 料，就在形成这种结构的同时将活性材料紧紧包裹，因此包裹效果十分 理想，可提高合成材料的电子电导率。2、采用了高效的机械活化合成工艺和喷雾造粒工艺使一次粒子颗 粒度降低到几十纳米，二次粒子颗粒度达到到几个微米范围，因而可提 高合成材料的锂离子扩散速率。3、通过选择高密度的铁源（铁红系列和磷酸铁系列）、喷雾造粒、 以及机械融合

23、等一系列工艺合成出振实密度较高的磷酸亚铁锂材料。4、聚并苯同时起到了三个作用：导电性较好，可提高活性材料电子电导率；阻止活性材料晶粒的长大，可提高活性材料的离子迁移率； 低温时电导率恒定，所以也会改善合成材料的低温性能。2.4.2技术路线1、表面包覆材料高导电聚合物聚并苯研制的技术路线本项目研制高导电聚合物聚并苯材料，利用其特殊的sp2大n键结构，对磷酸亚铁锂进行表面包覆，聚并苯的高导电性使磷酸亚铁锂的 电导率得以迅速提高，而且碳的加入起到分散剂的作用，控制了产品 颗粒的大小。2、核壳结构的磷酸亚铁锂/聚并苯复合材料的合成路线将酚醛树脂聚合物与磷酸亚铁锂前驱物在合成前期进行高能球磨活化、并经喷

24、雾造粒、高温煅烧，在高温煅烧的过程中，磷酸亚铁锂 形成的同时，酚醛树脂进一步发生缩合聚合反应，直接在磷酸亚铁锂 表面形成聚并苯并实现包覆。在产品的整个合成过程中，聚并苯的合成、磷酸亚铁锂的合成、 聚并苯对磷酸亚铁锂的表面包覆三步是同时实现的，具体路线如下：聚并苯结构图技术优势 本项目的核心技术与国际同行业产品相比，综合性能优越，技术领 先。国内外现有的磷酸亚铁锂制备工艺一部分仍沿用传统的产气法合成 工艺，即以草酸亚铁、磷酸二氢铵和碳酸锂为原材料，此法的特点是工 艺成熟稳定，易合成，但是在整个合成过程中，三种原材料在高温煅烧 过程中均发生强烈分解，产生CO和NH等大量的尾气，为后期处理带来 负担

25、。而项目采用三价铁法(包括三氧化二铁和磷酸铁)，为了提高磷 酸亚铁锂的电导率，采用了自己特有的高导电聚合物聚并苯，对磷酸亚 铁锂进行表面包覆，取得了特殊包覆的效果；同时，本项目技术增加原 料处理的前期处理工艺，通过控制原材料的晶形，使得原料具有良好 的反应活性与均匀一致的理化性质，为后续的磷酸亚铁锂特种机械化 学活化法奠定了基础，降低了烧结过程的复杂性；利用碳热还原反应 的自身特点既能有效地保证三价铁的还原和阻止亚铁的氧化；通过优 化工艺条件保证固相合成过程中的热量传递，产品精确的配比，极大 的提高了磷酸亚铁锂产品的成品率，使磷酸亚铁锂产品成品率高达98%以上，批次性能稳定，并且降低了生产成本

26、。价格优势本项目实施的磷锂离子动力电池正极材料酸亚铁锂应用了具有自 主知识产权的关键技术，对设备要求低，生产工艺简单，产品生产成本 低，质量更易保障，非常适合我国国情，有着极高的市场竞争力。目前， 与同类产品市场售价(1315万元)相比可降低20%具有很强的市场 竞争能力。产品性能优势本项目生产的产品经多家锂离子电池厂家试制成锂离子电池，并与 同类产品进行了对比，测试结果表明，本项目提供的批量生产产品具有 较高的比容量和较优良的循环性能，性能指标已超过了国内以及国外某些同类产品水平2.5对产业发展的作用与影响科技有限公司，依托功能材料化学研究所研究磷酸亚铁锂的技术优 势，生产磷酸亚铁锂电池材料

27、，所生产的产品经电池厂家检测，各项性 能均处于国内领先地位。使其产品无论从功能还是技术水平实现了实质 性突破。项目建设后，可提高磷酸亚铁锂动力电池产品的市场供应量及产品 品质，满足国家扶持新能源产品的战略需求，对与之相关的其它行业有 促进作用，间接的促进相关行业的经济发展，带动相关产业，促进当地 经济的良性循环发展。2.6 产业关联度分析锂钻氧电池主要应用于小型电器如手机、蓝牙、 MP3笔记本电脑 等，锰酸锂可用于中小型动力电池，但它主要起过渡作用，磷酸亚铁锂 则主要面向中小型和大型（100Ah以上）动力电池应用。目前，最小的锂动力电池（不锈钢壳）为 42x 120（mm,电压3.6V, 额定

28、容量1OAh。这种电池的优点是体积小，比能量大，弓I起所有的电动 自行车厂家密切的关注，已设计出电池总重量仅为3.6Kg的电动自行车。 最轻型的电动自行车和电滑板车，仅用 6只电池串联驱动，续驶里程即 可达到36kM现在小型电动剪草机、釆棉机，以及携带式备用通迅电源 （军用，民用），矿灯等许多方面都在使用。不论是通迅、照明、驱动， 这种3.6V/10Ah锂动力电池，均可做为一种轻便可移动式的电力源泉而 走向市场。电驱动助力自行车，这种介于机动车和非机动车之间的代步工具， 更突出了它诸多的优点和实用性。2015年，我国的电动自行车的产量已 达到100万辆以上，有400多家生产厂家。然而，研制生产

29、电驱动自行车的厂商们经过十几年的潮起潮落，最后都把目光盯住了锂动力电池， 其原因是所有的二次电池都不能满足于自行车那种轻巧灵便的需要。传 统的蓄电池装在自行车上就如同装上一块约20kg右重的大石头，其本身的重量再加负载，使续驶里程不理想。这么重的电池提上提下地充电， 使人忧怨不堪。电池装在车上也壅肿难看。其电池本身的寿命也使消费 者大为恼火，用不了多久电池就报废了，而报废了的电池还会产生严重 的环境污染。据专家分析，未来几年内，电动自行车将逐步取代自行车，锂动力 电池，做为电动自行车最理想的驱动源泉，其市场保有量会随着电动自 行车的逐年增加而增加。而用锂动力电池组装的电动自行车，其市场价 格并

30、不比铅酸蓄电池组装的自行车价格高，用锂组装的仅比铅酸组装的 高出320元，如果按铅酸组装车的标准和数据可同等价格并列。仅电动 自行车一项，国内对锂离子电池正极材料的需求已超过1万吨，其市场潜力更是巨大。如果说电驱动自行车现在已经形成了市场，那么电动摩托车市场规 模也已开始起动。其实采用电驱动摩托车在国外一些先进技术的国家和 地区早巳研制开发，所有配件已经完美成熟，但始终因为电池问题，最 主要的是续驶里程和速度达不到理想的指标而叹惜。传统电池组装的摩 托车用庞大笨重的电池组合，其续驶里程仍然达不到理想的要求。只能 跑4045km最高时速也只有4050km不能满足消费者要求。锂动 力电池的产生，给

31、电动摩托车的研发者带来新的憧憬。台湾EVT电动摩托车公司用锂动力电池组装测试，一组选用3.6V/100Ah组装的电摩托车，续驶里程达到 200km最高时速可达90100km台湾是全世界推 广电动摩托车最优秀的地区，现 EVT与国内锂动力电池生产商，已经联 起手来争抢台湾以及国外的其它市场。在国内，各大摩托车厂商也瞄准 了锂动力电池作为动力研发。当重庆，嘉陵，洪都与锂动力电池纷纷握 手的时候，国内各大民营摩托车集团也毫不落后，力帆、银钢更是咄咄 逼人，这种局面无疑给锂动力电池的未来市场创造了无限的商机，其市 场辉煌的前景无法估量。从今年起在未来五年内，世界范围内将全面强制性实施新出厂轿车 由原来12V蓄电池改为36V蓄电池。现代轿车注重车载电子系统的现代 化，现代化的车载电子系统，无一例外地需要电。1只12V/120Ah的蓄电池不能满足诸多电子系统的需要，而使用铅酸电池组合达到电压容量 的要求，就要增加3倍的重量和3倍的体积。现代车怎么能用这种超重 量，超体积，且有嫌二次污染环境的传统电池。所以，锂动力电池以其 体积小比能量大及质量轻等优点，将做为首选蓄电池而进入现代车一 族。据专家估计，仅此一项世界每年 36V/100Ah的锂动力电池，其市场