電池正極材料磷酸鐵鋰生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告_第1頁(yè)
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1、電池正極材料磷酸鐵鋰生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽電池正極材料磷酸鐵鋰生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告目錄第一章總論錯(cuò)誤!一、項(xiàng)目摘要錯(cuò)誤!二、可行性研究報(bào)告編制依據(jù) 錯(cuò)誤!三、綜合評(píng)價(jià)和論證結(jié)論錯(cuò)誤!四、問題與建議錯(cuò)誤!第二章項(xiàng)目背景錯(cuò)誤!一、項(xiàng)目提出的背景錯(cuò)誤!二、項(xiàng)目建設(shè)的必要性 錯(cuò)誤!第三章建設(shè)條件錯(cuò)誤!一、項(xiàng)目概況錯(cuò)誤!二、項(xiàng)目建設(shè)的有利條件 錯(cuò)誤!三、主要障礙因素及解決方案 錯(cuò)誤!第四章 建設(shè)單位基本情況 錯(cuò)誤!一、建設(shè)單位概況 錯(cuò)誤!二、研

2、發(fā)能力錯(cuò)誤!第五章市場(chǎng)分析與銷售方案錯(cuò)誤!一、市場(chǎng)分析錯(cuò)誤!二、產(chǎn)品生產(chǎn)方案錯(cuò)誤!三、銷售策略和營(yíng)銷模式錯(cuò)誤!四、銷售隊(duì)伍和銷售網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 錯(cuò)誤!第六章項(xiàng)目建設(shè)方案錯(cuò)誤!一、項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)與規(guī)模 錯(cuò)誤!二、建設(shè)規(guī)劃與布局 錯(cuò)誤!三、生產(chǎn)技術(shù)方案及工藝流程 錯(cuò)誤!四、項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和具體建設(shè)內(nèi)容 錯(cuò)誤!五、項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排 錯(cuò)誤!第七章投資估算與資金籌措錯(cuò)誤!一、投資估算范圍 錯(cuò)誤!二、投資估算的依據(jù) 錯(cuò)誤!三、項(xiàng)目總投資及資金籌措 錯(cuò)誤!四、資金使用和管理 錯(cuò)誤!第八章財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)錯(cuò)誤!一、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)原則 錯(cuò)誤!二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤!三、總成本費(fèi)用分析錯(cuò)誤!四、產(chǎn)品銷售收入及損益 錯(cuò)誤!未定義書簽 未定義書簽

3、 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽五、財(cái)務(wù)盈利能力分析 錯(cuò)誤!28未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽六、項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)及不確定性分析錯(cuò)誤!七、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論 錯(cuò)誤!第九章環(huán)境影響評(píng)價(jià)錯(cuò)誤!一、環(huán)境影響錯(cuò)誤!二、環(huán)境保護(hù)與治理措施錯(cuò)誤!二、環(huán)保部門意見.錯(cuò)誤!第十章農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)

4、營(yíng)及農(nóng)民增收效果評(píng)價(jià)錯(cuò)誤!一、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng) .錯(cuò)誤!二、項(xiàng)目區(qū)社會(huì)效益及農(nóng)民增收 錯(cuò)誤!第十一章 項(xiàng)目組織與管理 錯(cuò)誤!一、組織機(jī)構(gòu)與職能劃分錯(cuò)誤!二、人員要求及培訓(xùn)錯(cuò)誤!三、組織與管理錯(cuò)誤!四、勞動(dòng)保護(hù)與安全衛(wèi)生 錯(cuò)誤!第十二章可行性研究結(jié)論與建議錯(cuò)誤!一、可行性研究結(jié)論 錯(cuò)誤!二、問題與建議錯(cuò)誤!一、總論1.1項(xiàng)目名稱電池正極材料磷酸鐵鋰生產(chǎn)項(xiàng)目12建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模建設(shè)內(nèi)容為一條年產(chǎn)200噸磷酸鐵鋰材料的生產(chǎn)線,及其配套土地、建筑。 本技術(shù)包含多條工藝路徑。本建議書所選擇的為投資額最大的且成本最高的 路徑,因此各種測(cè)算均采用最保守條件下數(shù)據(jù)。13概算投資本項(xiàng)目建議投資1000萬元。(含土地

5、、基建、流運(yùn)資金等費(fèi)用)其中:設(shè)備總投資402萬元;(生產(chǎn)設(shè)備為362萬元,檢測(cè)設(shè)備為39.75元)土地、土建約250萬元;流動(dòng)資金約250萬元;其余為試驗(yàn)費(fèi)、外協(xié)費(fèi)等其他費(fèi)用。14效益分析年產(chǎn)值為3000萬元/年;年毛利約1764萬元/年;(含人工、水電,不含設(shè)備折舊、稅費(fèi))毛利潤(rùn)率142.72%。二、背景介紹2.1電池概述2.1.1定義電池的定義是將輻射能或化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的直流電壓源。廣義的電池既包括化學(xué)電池,也包括其它能量轉(zhuǎn)換電池,如太陽能電池、溫 差電池、核電池等?;瘜W(xué)電池是指通過電化學(xué)反應(yīng),把正極、負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化為電 能的一類裝置。狹義的電池是指不包括有特殊工作機(jī)制

6、的如金屬空氣電池、燃料電池等在內(nèi)的化學(xué)電池。本文中主要涉及的是狹義的電池。2.1.2分類電池主要分為原電池和蓄電池兩類。原電池是一種將活性物質(zhì)中化學(xué)能通過氧化還原反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能輸出 的裝置。由于各種型號(hào)的原電池氧化還原反應(yīng)的可逆性很差,放完電后,不能重復(fù)使用,故又換一次電池。常見的一次性電池包括堿錳電池、鋅錳電池、鋰電池(指正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負(fù)極是單質(zhì)鋰的電池,與鋰離子電池不同, 目前通常被稱作“鋰電池”的事實(shí)上是鋰離子電池,而非傳統(tǒng)意義上的“鋰電池”)、 鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池、水銀電池、氫氧電池和鎂錳電池。蓄電池的原理是通過將化學(xué)能和直流是電能相互轉(zhuǎn)化,在放電后經(jīng)充電后

7、能復(fù)原,從而達(dá)到重復(fù)使用效果,故又稱可充電電池。由于一次電池與本文關(guān)系不在大因此不展開討論,且本文中不做特別說明的電池即為蓄電池的縮寫。2.1.3常見蓄電池常見的蓄電池包括鉛酸電池,鎳鐵電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池 等幾種。鉛酸電池:是一種電極主要由鉛及其氧化物制成, 電解液是硫酸溶液的蓄電 池。一般由正極權(quán)、負(fù)極板、隔板、電池槽、電解液和接線端子等部分組成。正 極板為二氧化鉛板(PbO2),負(fù)極板為鉛板(Pb)。放電后,正負(fù)極的主要成分 均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U;充電后,在荷電狀態(tài)下,正極主要成分回復(fù)為二氧化鉛,負(fù)極 主要成分回復(fù)為鉛。由法國(guó)人普蘭特于1859年發(fā)明,已經(jīng)歷了 150余年的發(fā)展

8、歷程。鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是 2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V。其優(yōu)點(diǎn)是 發(fā)展多年技術(shù)成熟,價(jià)格低廉。但缺點(diǎn)非常多,例如儲(chǔ)能密度極低;壽命短;強(qiáng) 酸性、含鉛量巨大,拆解后污染嚴(yán)重;電解液為液態(tài)強(qiáng)酸,易泄漏,腐蝕嚴(yán)重; 氣體排放量大,不能密封;除被稱為所謂“免維護(hù)電池”的閥控型電池以外,需 要定期注酸維護(hù)等等。鎳鐵電池:陰極是氧化鎳,陽極是鐵,電解液是氫氧化鉀。這種電池的電壓 通常是1.2V。由愛迪生發(fā)明,也是一種歷史悠久的電池品種。相對(duì)鉛酸電池來 說,能量密度高、充放電能力強(qiáng)、低溫性能好、自放電率低,但它的這些相對(duì)優(yōu) 勢(shì)對(duì)比于鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池又成為了劣勢(shì),且成本遠(yuǎn)高于鉛

9、酸電 池。早已逐步被淘汰出了市場(chǎng)。鎳鎘電池:鎳鎘電池(Ni-Cd, Nickel-Cadmiun Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery)是最早應(yīng)用于手機(jī)、超科等設(shè)備的電池種類,它具有相對(duì)良好的大電流 放電特性、耐過充放電能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單,一般使用以下反應(yīng)放電:Cd+2NiO(OH)+2H 20 = 2Ni(0H) 2+Cd(OH)2充電時(shí)反應(yīng)相反。鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是,在充放電過程中如果處理不當(dāng), 會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”,使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂“記憶效應(yīng)”就是電 池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會(huì)引起電池容量的降低, 在電池充放電的

10、過程中(放電較為明顯),會(huì)在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣溝, 日積月累這些氣泡減少了電澤極板的面積也間接影響了電池的容量。而且其能量密度的優(yōu)勢(shì)尚不及鎳氫電池,也已被淘汰出了主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。鎳氫電池:是由氫離子和金屬鎳合成,電量?jī)?chǔ)備比鎳鎘電池多30%,比鎳鎘 電池更輕,使用壽命也更長(zhǎng),并且對(duì)環(huán)境無污染。鎳氫電池的缺點(diǎn)是價(jià)格比鎳鎘 電池要貴好多,性能比鋰電池要差。鎳氫電池中的“金屬”部分實(shí)際上是金屬互 化物。許多種類的金屬互化物都已被運(yùn)用在鎳氫電池的制造上,它們主要分為兩大類。最常見的是AB5 類,A是稀土元素的混合物(或者)再加上鈦(Ti); B則是鎳(Ni )、鉆(Co)、錳(Mn ),(或者)還有

11、鋁(AI)。而一些高容量電池 的“含多種成分”的電極則主要由AB2構(gòu)成,這里的A則是鈦(Ti)或者釩(V), B則是鋯(Zr)或鎳(Ni),再加上一些鉻(Cr)、鉆(Co)、鐵(Fe)和(或) 錳(Mn)。所有這些化合物扮演的都是相同的角色:可逆地形成金屬氫化物。電 池充電時(shí),氫氧化鉀(KOH、電解液中的氫離子(H+、會(huì)被釋放出來,由這些 化合物將它吸收,避免形成氫氣(H2),以保持電池內(nèi)部的壓力和體積。當(dāng)電池 放電時(shí),這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反的過程而回到原來的地方。鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有記憶效應(yīng)。因此定期的放電管理也是必需的。 這種定期放電管理屬于 模糊狀態(tài)下被處理,甚至也有些在不正確的知

12、識(shí)下進(jìn)行放電 (每次放電或者使用 幾次后進(jìn)行放電都因公司的不同而有所差異) 這種煩瑣的放電管理在使用鎳氫電 池時(shí)是無法避免的。相對(duì)的鋰電池而言因?yàn)橥耆珱]有記憶效應(yīng),在使用上非常方 便簡(jiǎn)單。它完全不必理會(huì)殘余電壓多少, 直接可進(jìn)行充電,充電時(shí)間自然可以縮 短。鎳氫電池具有較高的自放電效應(yīng),約為每個(gè)月30%或更多。這要比鎳鎘電池 每月20%的自放電速率高。電池充得越滿,自放電速率就越高;當(dāng)電量下降到一 定程序時(shí),自放電速率又會(huì)稍微下降。電池存放處的溫度對(duì)自放電速率有十分大 的影響。鋰離子電池:是現(xiàn)代高性電池的代表。它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間 移動(dòng)來工作。在充放電過程中,Li+在兩個(gè)電極之間往

13、返嵌入和脫嵌:充電時(shí), Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài),放電時(shí)則相反。鋰離子電池能量密度大,平均輸出電壓高,以每一個(gè)單元電池的電壓來看,鎳氫與 鎳鎘都是1.2V,而鋰電池確為3.6V,鋰電池的電壓是其他兩者的3倍。并且同 型電池的重量鋰電池與鎳鎘電池幾乎相等, 而鎳氫電池卻比較重,可知每一個(gè)電 池本身重量不同,但鋰電池因 3.6V高電壓,在辦理出同等電壓的情況下使的單 個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可閏少2/3而使成型后的電池重量和體積減小,比能量高34倍于Ni-Cd,23倍于Ni-MH ;自放電小,每月在20%以下(可恢復(fù))大大低于 Ni-Cd的25-30%, Ni、MH的30-3

14、5%;沒有記憶效應(yīng);工作溫度范圍寬為 20°C60°C ;循環(huán)性能優(yōu)越;可快速充放電;充電效率高達(dá)100%,其它電池在充電過程中都有一定的能量損耗; 輸出功率大;使用壽命長(zhǎng);必須部分不含有毒 有害物質(zhì),被稱為綠色電池。但也有以石黑為負(fù)極時(shí)存儲(chǔ)溫度導(dǎo)致衰老;不耐過充、過放、過溫,需要保護(hù)電路;除磷酸鐵鋰電池以外有氣體排放,會(huì)燃燒爆炸; 隔膜要求高;成本高等缺點(diǎn)。但這些缺點(diǎn)相較于其優(yōu)點(diǎn)來說就是顯得微不足道了, 因此鋰離子電池是目前行業(yè)的主要發(fā)展方向。而且鋰離子作為易于捕獲、脫嵌, 和導(dǎo)電性良好的最小的金屬離子,目前已基本從理論上被證明是最好的介質(zhì), 所 以鋰離子電池成為電池技術(shù)

15、發(fā)展的唯一中心已無可爭(zhēng)議,需要研究的僅為具體的品種問題。2.2 鋰離子電池概述2.2.1常見鋰離子電池常見鋰離子電池正極材料包括鉆酸鋰、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰釩氧化 物、鋰鎳鉆氧化物、鋰鎳鉆氧化物、磷酸鐵鋰等。鉆酸鋰(LiCoO2):正極材料為層狀結(jié)構(gòu),空間群為 R3m,氧原子構(gòu)成立方 密堆序列,鉆和鋰則分別占據(jù)立方密堆積中八面體的3 (a)與3 (b)位置;在充放電過程中,材料的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定,具有比較好的循環(huán)性能,而且LiCoO2在可逆性、放電容量、充電效率、電壓穩(wěn)定性等各方面性能均最好。在鋰離子電池 正極材料中,鉆酸鋰是迄今為止制備方法比較簡(jiǎn)單的材料, 其生產(chǎn)工藝最為成熟, 用其制造的

16、電池的性能最為可靠,是獲得了最廣泛商業(yè)應(yīng)用鋰離子電池的正極材 料;鉆酸鋰還具有較高的容量和較長(zhǎng)的使用壽命,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)以使用估酸鋰材料為主。由于鉆屬于戰(zhàn)略物資,在中國(guó)未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模有開采價(jià) 值的鉆礦,鉆資源基本依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,安全性較差,限制了鋰離子電池在 廣泛領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。并且鉆元素對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。鋰鎳氧化物(LiNiO2): LiNiO2是目前研究的各種正極材料中電容量最高的 系列,是非常有希望的高電壓電池活性材料,LiNiO 2曾被認(rèn)為是最有希望LiCoO2的替代材料之一,其容量(190210mAh/g)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LiCoO 2材料(135 mAh/g), 而且自放電

17、率低,對(duì)環(huán)境無污染,在價(jià)格和資源上也經(jīng)LiCoO2有優(yōu)勢(shì)。法國(guó)SAFT 和日本“新陽光計(jì)劃“均在至力于 LiNiO 2與其他正極材料替代口的開發(fā),用以 提高鋰離子電池的電容量和降低其成本;國(guó)內(nèi)也有不少單位在這方面進(jìn)行研究, 但是投入均相對(duì)較少,進(jìn)展較慢。鋰鎳氧化物的主要缺點(diǎn)在于合成條件苛刻,合成條件的細(xì)微變化會(huì)導(dǎo)致非化學(xué)計(jì)量鋰鎳氧化物的生成,其結(jié)構(gòu)中鋰離子和鎳離 子的無序分布,使電化學(xué)性能惡化,能量密度下降。另外由于其脫鋰后的產(chǎn)物分 解濕度太低,分解生產(chǎn)大量的熱量和氧氣,容易造成鋰電池的燃燒和爆炸。鋰錳氧化物(LiMnxOy): LiMnxOy系列主要有三種結(jié)構(gòu),隧道結(jié)構(gòu)、層狀結(jié) 構(gòu)和尖晶石結(jié)

18、構(gòu),其結(jié)構(gòu)不同含成方法也不同,其組成也有差別。其中層狀結(jié)構(gòu) 的LiMnO 2目前的研究成果還不夠成熟。而處于同系列的LiMn 2O4是目前研究比 較熱的材料、也是相對(duì)比較成熟的鋰離子電池正級(jí)材料之一,鋰錳氧化物(LiMn2O4)系尖晶石型結(jié)構(gòu),氧原子構(gòu)成立方密堆積(CCP)序列,Li在CCP 規(guī)程的四面體間隙位置(8a),而Mn則在CCP堆積的八面體間隙位置(16d) 上, Li可以在(LiMn2O4)骨架提供的二維遂道中實(shí)現(xiàn)脫嵌。該體系具有制備容 易、污染低、價(jià)格便宜等特點(diǎn),因而引起研究者的極大興趣,但相對(duì)于其它正極 材料體系而言,該體系比容量較低(110mAh/g )、高溫電容量衰減較快,

19、故而提 高其可逆比容量及改善其高溫電化學(xué)性能成為L(zhǎng)iMn 2O4正極材料體系的研究焦點(diǎn)之一,據(jù)報(bào)道,云南匯龍科技有限公司已開始在生產(chǎn)尖晶石型錳酸鉀。然而由于錳在其氧化物結(jié)構(gòu)中的價(jià)態(tài)比較復(fù)雜,因而不易掌握制備方法和充放電條件。 其顯著缺點(diǎn)是,由于電解液自身所含部分物質(zhì)(主要是LiPF6 )與水共同作用以及尖晶石的催化作用引起的電解夜的分解(最終產(chǎn)生HF)而高溫下電解液中微量水和痕量酸又造成錳的溶解,是該材料在高溫下循環(huán)容量迅速衰減。鋰釩氧化物(Li1+xV3O8): ( Li1+xV3O8體系是屬于單斜晶系,呈層狀結(jié)構(gòu), 空間群為 P21m,其結(jié)構(gòu)單元是兩層V3O8結(jié)構(gòu),中間夾有 Li離子的MX

20、M(V3O8-Li-V 3O8)夾心餅,Li +占據(jù)八面體間隙位置,額外的 Li+ (與X相對(duì)應(yīng)) 嵌入到層間,并占據(jù)四面體間隙位置;Li 1+xV3O8具有Li的嵌入量大(X可達(dá)4.5)、 比能量高、放電容量大、可逆性較好等特點(diǎn);但隨著 Li離子的嵌入量不同,其 晶體結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變,從而導(dǎo)致大的殘余容量,放電電壓也隨之變化,造成放電 電壓曲線不平坦,故其作為實(shí)用化的正極材料尚有一定的局限性。鋰鎳鉆氧化物(LiNi xCo1-xO2)和鋰鎳鉆錳氧化物(LiNixC01-2xMnxO2):即 二元材料和三元材料。LiNixC01-xO2是用部分Ni取代Co得到的,L LiNixC01-2xMnx

21、O2是用部分Ni和Mn取代Co得到的。它們屬于摻雜體系,結(jié)構(gòu)與LiCoO2、LiNiO2相似,綜合了 LiCoO2、LiNiO 2材料的共同優(yōu)點(diǎn),具有成本較 低、容量較高(130- 200mAh/g之間和較好的循環(huán)穩(wěn)定性等特點(diǎn),因而是當(dāng)前鋰離子電池正極用材料的研究熱點(diǎn)之一。國(guó)外已有將LiNi xCoi-xO2和L LiNi xCoi-2xMnxO2批量投入商業(yè)使用報(bào)道。以上鋰離子電池及其正極材料都在研 究開發(fā)之中,至今尚未形成批量產(chǎn)品。磷酸鐵鋰(LiFePO4):隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,鋰離子電池制造和銷售都在 快速發(fā)展,鋰離子電池逐漸在動(dòng)力、儲(chǔ)能等大容量電池領(lǐng)域得到應(yīng)用, 但是由于 鉆資源緊缺,

22、而且氧化鉆鋰的熱穩(wěn)定性相對(duì)較差, 難以滿足這一要求。磷酸鹽正 極材料作為大容量電池應(yīng)用的首選材料備受矚目。它具有高容量、低價(jià)格、原料來源豐富、環(huán)境友好、安全性出色等氧化鉆鋰難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。眾多的應(yīng)用試驗(yàn) 結(jié)果已經(jīng)證明,以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子二次電池具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和 穩(wěn)定的循環(huán)充放電性能,完全可以應(yīng)用到諸如電動(dòng)汽車、低谷電力儲(chǔ)藏、風(fēng)力與 太陽能發(fā)電電能儲(chǔ)藏、應(yīng)急電力儲(chǔ)備和車用輔助電源等。 隨著磷酸鐵鋰技術(shù)的逐 漸成熟,其電導(dǎo)率低、低溫放電性能差的弱點(diǎn)已經(jīng)被克服, 磷酸鐵鋰大規(guī)模應(yīng)用 的時(shí)候已經(jīng)到來。2.2.2鋰離子電池的安全性有關(guān)鋰電池燃燒爆炸的報(bào)道時(shí)常風(fēng)諸報(bào)端, 常見引起燃燒爆炸的原

23、因有如下 幾種:1)加熱引起電芯分解、燃燒、爆炸。爆炸的溫度因電池成分而異,如LiCoO4 成分的電芯加熱至165° C45分鐘會(huì)爆炸(屬于比較耐熱的)。雖然平時(shí)難 把電池加熱到這樣的溫度,但是平時(shí)使用中還是要注意不要把電池放在靠近熱源的地方,比如說封閉的汽車?yán)锸艿疥柟獗窈徒咏l(fā)動(dòng)機(jī)的地 方,也不要接火源。2)過充引起的爆炸。如果用不合格的充電器給電池充電,同時(shí)電池的保護(hù) 芯片失效,充電電壓超過4.5V的時(shí)候,若負(fù)極的嵌鋰能力比較強(qiáng),則溶 劑被急速氧化,產(chǎn)生大量的熱使電池溫度升高并引發(fā)更多的反應(yīng),放出更多的熱。若充電電流很大,電芯的穩(wěn)定性也很差,電芯溫度迅速升高, 電池就會(huì)著火、爆

24、炸。3)短路引起的爆炸。短路時(shí),若保護(hù)芯片失效,電流通過電芯的瞬間產(chǎn)生 大量的熱,使電芯分解而導(dǎo)致電池爆炸。電池的正負(fù)極直接接觸會(huì)造成 電池的外部短路;裝配過程中出現(xiàn)的集流體毛刺,隔膜皺褶以及不良裝 配均可引發(fā)內(nèi)部短路,可能引起電池的爆炸。索尼的電芯就是因?yàn)殡娦?中有微小金屬屑導(dǎo)致了內(nèi)部短路而在極少見的情況下(索尼說的)引起 了爆炸。4) 其它情況下,例如針刺和沖擊也會(huì)造成鋰離子電池的爆炸,原理比較繁 雜就不多說了。這里轉(zhuǎn)一下文獻(xiàn)對(duì)電池過放的描述,鋰離子電芯過放到 1.02.0V時(shí),部分電解液發(fā)生還原放出少量的熱。電壓達(dá)到0.7V后,金屬銅開始氧化,并沉積在正極上,電池內(nèi)部短路,電壓迅速降為0

25、V,鋰離子電池變?yōu)镃u負(fù)極/Al正極電池,但電池表面溫度升高不明顯,不會(huì) 發(fā)生危險(xiǎn)。但是由上面看得出來,過放是對(duì)電池有傷害的。當(dāng)然電池保 護(hù)芯片正常工作的話是能夠有效防止過放的。筆記本電池起火爆炸事件一覽:1) 2006年4月,惠普宣布對(duì)15700塊可能存在起火隱患的電池進(jìn)行了召回, 并未公布電池隱患的具體原因和生產(chǎn)方。2) 2006年8月,戴爾公司宣布在全球召回 410萬塊由索尼制造的電池,涉 及戴爾的20多款電腦型號(hào)。3) 2006年9月,一臺(tái)由聯(lián)想公司生產(chǎn)的、型號(hào)為 T43的ThinkPad筆記本 電腦在美國(guó)洛杉磯國(guó)際機(jī)場(chǎng)起火,日本索尼公司確認(rèn)了該筆記本使用了自己生產(chǎn)的電池。4) 200

26、6年10月,使用索尼電池的聯(lián)想筆記本在國(guó)內(nèi)引發(fā)了北京師范大學(xué) 宿舍的火災(zāi)。校方給出失火原因是用戶離開時(shí)沒撥下筆記本充電器插頭, 充電時(shí)間過長(zhǎng)引起發(fā)熱所致。5) 2007年5月,東芝表示其公司筆記本配備電池近期發(fā)生起火事故,引發(fā) 事故的索尼是電池模塊,并且建議用戶盡塊更換問題電池。6) 2007年9月,上海一位用戶一款戴爾筆記本電池突然爆炸燃燒,后戴爾 電腦中國(guó)區(qū)發(fā)言人證實(shí),發(fā)生爆炸的筆記本電池屬于此前因存在起火隱 患被召回型號(hào)之列。7) 2008年1月,韓國(guó)名記者在使用LG筆記本電腦采訪時(shí)發(fā)生爆炸并起火。 此后LG經(jīng)過調(diào)查調(diào)爆炸是由于受到意處高溫所致。LG還接到用戶反饋 另一款筆記本電池?zé)o故熔

27、化,并決定停止銷售該款筆記本電腦,但未公 布產(chǎn)品型號(hào)。8) 2008年2月,三星P10筆記本因電池熔化而引發(fā)火災(zāi)。三星至今仍未公 由原因,稱仍在調(diào)查中。事實(shí)上被掩蓋在電池生產(chǎn)業(yè)中的人員傷亡事件,更是觸目驚心,只并未得到 直接報(bào)道而已而磷酸鐵鋰材料以磷酸根取代氧在濫用條件不下會(huì)有氧氣析出的獨(dú)特特性 則恰恰從原理上避免了這些隱患的出現(xiàn)使磷酸鐵鋰電池可以很好的應(yīng)付這些不 當(dāng)操作帶來惡劣工作環(huán)境。其實(shí)這些所謂的“不當(dāng)操作”,首先不屬于用戶應(yīng)當(dāng) 了解的范圍,其次保護(hù)電路等保護(hù)措施失效不可能完全避免, 另外電動(dòng)力汽車等 戶外應(yīng)用環(huán)境里更是易于出現(xiàn)。因此從原理上避免是非常必要的。2.3電池的污染性廢舊電池內(nèi)

28、含有大量的重金屬以及廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液。如果隨意丟棄, 腐敗的電池會(huì)破壞我們的水源,侵蝕我們賴以生存的莊稼和土地,我們和生存環(huán) 境面臨著巨的威脅。如果一節(jié)一號(hào)電池在地里腐爛,它的有毒物質(zhì)能使一平方米 的土地失去使用價(jià)值,相當(dāng)于一個(gè)人一生的用水量;廢舊電池中含有重金屬鎘、 鉆鉛、汞、鎳、鋅、錳等,其中鉆、鎘、鉛、汞是對(duì)人體危害較大的物質(zhì)。而鎳、 鋅等金屬雖然在一定深度范圍內(nèi)是有益物質(zhì), 但在環(huán)境中超過極限,也將對(duì)人體 造成危害。廢舊電池滲出的重金屬會(huì)造成江、河、湖、海等水體污染,危及水生 物的生存和水資源的利用,間接威脅人類的健康。廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液可能 污染土地,使土地酸化和鹽堿化,這

29、就如同埋在我們身邊的一顆定時(shí)炸彈。 因此, 對(duì)廢舊電池的收集與處置非常重要, 如果處置當(dāng),可能對(duì)生太環(huán)境和人類健康造 成嚴(yán)重危害。隨意丟棄廢舊電池不僅污染環(huán)境, 也是一種資源浪費(fèi)。有人算了一 筆帳以全國(guó)每年生產(chǎn)100億只電池計(jì)算,全年消耗15.6萬噸鋅,22.6萬噸二氧 化錳,2080噸銅,2.7萬噸氯化鋅,7.9萬噸氯化銨,4.3萬噸碳棒。盡管先進(jìn)的 科技已給了我們正確的指向,但我國(guó)的電池污染現(xiàn)象,仍容樂觀。目前我國(guó)的大 部分廢舊電池混入生活垃圾被一并埋入地下,久而久之,經(jīng)過轉(zhuǎn)化使電池腐爛, 重金屬溶出,既可能污染地下水,又可能污染土壤,最終通過各種途徑進(jìn)入人的 食物鏈。生物從環(huán)境中攝取的重

30、金屬經(jīng)過食物鏈的生物放大作用,逐級(jí)在較高級(jí)的生物中成千上萬倍地富集,然后經(jīng)過食物鏈進(jìn)入人的身體,在某些器官中積蓄 造成慢性中毒,日本的水俁病就是汞中毒的典型案型。2.3.1 鉆的毒性鉆作為重金屬危害嚴(yán)重。與其它微量元素一樣,當(dāng)土壤、植物、動(dòng)物飼料以 及人類食物中添加極少量鉆時(shí),通常有營(yíng)養(yǎng)作用。但是,如果加入量太多,則有 可能抑制機(jī)體的生長(zhǎng),甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的中毒事故。由于生物個(gè)體因素差異,鉆在 機(jī)體中營(yíng)養(yǎng)濃度存在著巨大的差別。1966年,美國(guó)通過一項(xiàng)控制發(fā)酵麥芽飲料中使用鉆的法令。在此以前,制 造商為了增加飲料泡沫的穩(wěn)定性并防止其噴出,飲料中使用的各種鉆鹽如草酸鉆、氯化鉆和硫酸鉆的濃度高達(dá)1.2m

31、g/L。關(guān)于制造和使用硬質(zhì)合金時(shí)產(chǎn)生的粉 塵毒性。這些合金如鎢合金通常摻有鉆粉末,在制造和使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量顆 粒狀粉塵,含有大量金屬鉆及其氧化物,其顆粒大小只有0.43.6pm,完全可以透過肺泡膜進(jìn)入血液中。在濕潔冶煉鎢合金過程中,空氣中鉆的濃度,可達(dá)到 0.010.02mg/m3。鉆可導(dǎo)致血球蛋白的增加,在從事鎢合金工業(yè)的人中,已發(fā)現(xiàn) 一種肺組織纖維化的致命癥狀,這與空氣中鉆的含量太高有關(guān)。在制造硬質(zhì)合金 產(chǎn)生的粉塵中,鉆在鉆鎢合金中毒性增加可能與在鎢接觸時(shí)鉆的溶解性更強(qiáng)有 關(guān)。2.3.2汞的毒性汞即我們俗稱“水銀”,是一種常溫下為液體的物質(zhì),可以阻止電池中陰極 金屬鋅的氧化,這一作法提

32、高了電池的貯存壽命。 因此,早在以前采用的鋅做陰 極度的電池幾乎都有一定量的汞做防腐劑。 但汞和汞的化合都具有神經(jīng)毒性,對(duì) 內(nèi)分泌系統(tǒng),免疫系統(tǒng)等也有不良影響,它會(huì)引發(fā)人的口齒不清、步太不穩(wěn)、四 肢麻痹,最后導(dǎo)致全身痙攣,精神失常而死。長(zhǎng)期以來,我國(guó)在生產(chǎn)電池時(shí),要加入一種有毒的質(zhì)一一汞或汞的化合物。我國(guó)的堿性干電池的汞含量達(dá) 1%5%,中性干電池為0.025%,全國(guó)每年用于生 產(chǎn)干電池的汞就達(dá)幾十噸之多。隨著科技的進(jìn)步,電池開始逐漸實(shí)行低汞化和無 汞化,汞的代替品表面活性劑 Forafac氟化聚合物,在防止鋅的腐蝕上取得了良 好的效果。廢棄在自然界電池中的汞會(huì)慢慢從電池中溢出來, 進(jìn)入土壤或

33、水源,再在微 生物的作用下,無機(jī)汞可以轉(zhuǎn)化成甲基汞,聚集在魚類的身體里,人食用了這種 魚后,甲基汞會(huì)進(jìn)入人的大腦細(xì)胞,使人的神經(jīng)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞,重者會(huì)發(fā)瘋 致死。著名的日本水俁病就是甲基汞所致。2.3.3鎘的毒性鎘不是人體所必需的微量元素,新生嬰兒體內(nèi)并沒有鎘,而是隨著年齡的增 長(zhǎng),逐漸累積起來的。鎘具有腎毒性,它所致的腎損傷是不可逆的。同時(shí)腎損傷 后還可能繼發(fā)骨質(zhì)疏松、軟骨癥和骨折。在 1993年,國(guó)際抗癌聰明就將鎘定為 IA極致癌物?;谝陨显?,許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建議禁止使用鎘鎳電池而鎳氫 電池已取代鎘鎳電池,避免了鎘的使用。而我國(guó)的絕大多數(shù)電池生產(chǎn)企業(yè)仍用鎘 作為生產(chǎn)電池的原料,使得電

34、池的危害進(jìn)一步加大。長(zhǎng)期食用受鎘污染的水和食 物,可導(dǎo)致骨痛病,鎘進(jìn)入人體后,引起骨質(zhì)軟化骨骼變形,嚴(yán)重時(shí)形成自然骨 折,以致死亡。234錳的毒性過量的錳蓄積于體內(nèi)可引起神經(jīng)功能障礙, 早期表現(xiàn)為綜合性功能紊亂,較 重的出現(xiàn)言語單調(diào),表情呆板,感情冷漠,伴有精神癥狀。2.3.5鉛的毒性鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、和種、腎等器官,能抑制血 紅蛋白的合成代謝,還能直接作用于成熟紅細(xì)胞,對(duì)嬰、幼兒的毒害很大,它將 導(dǎo)致兒童體格發(fā)育遲緩,慢性鉛中毒的兒童智力低下。2.3.6鎳的毒性鎳粉溶解于血液,參加體內(nèi)循環(huán),有較強(qiáng)毒性,能損害中樞神經(jīng),引起血管 變異,嚴(yán)重者導(dǎo)致癌癥。2.3.7鋅的毒性

35、鋅是人體不可缺少的元素,毒性較低,口服 1000mg的硫酸鋅才會(huì)使人急性 中毒,但吸收氧化鋅煙塵會(huì)引起中毒,其癥狀為全身疲乏,肌肉疼痛,呼吸困難、 嘔吐、腹瀉、嚴(yán)重時(shí)心臟衰弱、虛脫、痙攣后死亡。硫酸鋅、氯化鋅侵入皮膚黏 膜時(shí),可產(chǎn)生皮炎和潰瘍。鋅對(duì)魚類和水生生物的毒性比對(duì)人的毒性大,故漁業(yè)水質(zhì)要求為每升水中鋅的含量不得起過 0.1mg。2.3.8磷酸鐵鋰的環(huán)境優(yōu)勢(shì)顯而易見,除了公共無毒的鋰離子以外,磷酸鐵鋰的另兩個(gè)肆分是亞鐵離子 和磷酸根。一個(gè)是人體需要大量補(bǔ)充的補(bǔ)血濟(jì)的主要成分,一個(gè)是植物氮、磷鉀 三樣主肥之一的磷的主要存在形式??梢哉f磷酸鐵鋰唯一是可以直接丟棄的電池 材料。2.4磷酸鐵鋰的

36、優(yōu)勢(shì)通過前述介紹,我們可以歸納碗酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)如下:既具備了所有鋰離子電池所共有的優(yōu)點(diǎn),1) 蓄能密度大。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3 重量是鉛酸電池的1/3。2)無記憶效應(yīng)??梢蚤L(zhǎng)期在線充放電,蓄能效果幾乎不受影響。電池?zé)o論 處于什么狀態(tài),可隨充隨用,無須先放完再充電。3)轉(zhuǎn)換效率高。有力的節(jié)約了能源。4)自放電率極低??奢^長(zhǎng)期的存儲(chǔ)電能。5)致性好。適于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。6)免維護(hù)。降低使用成本。也擁有著其它鋰離子電池所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。1)絕對(duì)安全。磷酸鐵鋰完全解決了鉆酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題,鉆酸 鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸對(duì)消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅, 而磷

37、酸鐵鋰以經(jīng)過嚴(yán)格的安全測(cè)試即使在最惡劣的交通事故中也不會(huì)產(chǎn) 生爆炸。2)耐高溫。磷酸鐵鋰電熱峰植可達(dá) 350°C500°C而錳酸鋰和鉆酸鋰只在 200°左右。工作溫度范圍寬廣(20° +75°C),有耐高溫特性磷酸 鐵鋰電熱峰值可達(dá)350°C500C而錳酸鋰和鉆酸鋰只在200° C左右。3)可快速充放電。保證了快速充電和大功率應(yīng)用的需求。4)循環(huán)壽命長(zhǎng)。鉛酸電池、氫電池以及其它各種鋰電池循環(huán)壽命均小于 500 次,磷酸鐵鋰電池壽命至少可達(dá) 2000次以上,甚至可超過3500次。用 在電動(dòng)自行車上,同質(zhì)量的鉛酸電池民是“新半年

38、、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”,最多也就1 1.5年時(shí)間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用, 將達(dá)到78年。綜合考慮,性能價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。5)原村料來源廣泛、價(jià)格低廉。鐵元素在地殼中含量十分豐富,僅次于氧、 硅、鋁三種元素。磷酸鐵鋰材料目前市售價(jià)僅為鉆酸鋰的三分之一以下, 且仍有很大的降價(jià)空間。6)環(huán)保。該電池不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬),無毒(SGS誰通過),無污染,符合歐洲RoHS規(guī)定,為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池 證。鉛酸電池中卻存在著大量的鉛,在其廢棄物若處理不當(dāng),仍將對(duì)環(huán) 境夠成二次污染,而磷酸鐵鋰材料無論在生產(chǎn)及使用中均無污染。正因如此,磷酸鐵鋰不僅成為了電池材料

39、令域發(fā)展的重點(diǎn), 更是諸如電動(dòng)力 汽車、手持電動(dòng)工具、礦燈等需要特殊性能支持的領(lǐng)域里的無法替代、獨(dú)一無二 的選擇。成為當(dāng)前的投資熱點(diǎn)不足為奇。三、市場(chǎng)分析3.1產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域正因?yàn)榱姿徼F鋰的眾多獨(dú)特優(yōu)勢(shì),磷酸鐵鋰電池在諸多領(lǐng)域擁有著無可替代的優(yōu)勢(shì):1)便攜電子設(shè)備。其高安全性特點(diǎn)是商務(wù)型筆記本、手機(jī)的最佳選擇。2)電動(dòng)工具。蓄能密度大、可大功率放電是手地電鉆等設(shè)備的不二之選。3)礦燈。高安全要求僅鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池可證證。4)電動(dòng)自行車、輪椅、高爾夫車、沙灘車、汽車啟動(dòng)電源。重量?jī)H為鉛酸電池的四到五分之一。5)電動(dòng)汽車,混合動(dòng)力汽車動(dòng)力。磷酸鐵鋰電池的所有優(yōu)點(diǎn)均不可或缺, 是該領(lǐng)域目前唯一滿

40、足所有需求的產(chǎn)品,也是磷酸鐵鋰電池的主要應(yīng)用 領(lǐng)域。6)新能源蓄能。風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電項(xiàng)目的共同問題是輸出不穩(wěn)定, 蓄能電池組必不可少,長(zhǎng)壽命、高容量的磷酸鐵鋰電池是其最佳選擇。7)軍用。電臺(tái)、潛艇、航空、航天都有著大量的應(yīng)用空間。J J3.2電動(dòng)力汽車的高速發(fā)展隨著能源危機(jī)的不斷加劇,電動(dòng)力汽車、混合動(dòng)力汽車的熱度不斷上升,不 討論國(guó)際上的風(fēng)起云涌,單看我國(guó)的汽車行業(yè)發(fā)展,已可見一斑。“2010中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際論壇”已于 9月5日在天津閉幕。該論壇素 有“汽車行業(yè)達(dá)沃斯”之稱,參會(huì)的多為政府人士、行業(yè)專家和汽車企業(yè)高層。 從會(huì)議討論的議題以及發(fā)言中,我們不難看出我國(guó)汽車行業(yè)未來的政

41、策信號(hào)和發(fā) 展方向。全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬鋼在論壇上表示,經(jīng)過十年發(fā)展,中國(guó)電動(dòng) 汽車已經(jīng)從研發(fā)階段進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。同時(shí)電動(dòng)車的技術(shù)路線也已基本確定,即: 混合動(dòng)力汽車將成為傳統(tǒng)汽車節(jié)能技術(shù)改造升級(jí)換代的主要方向,純電動(dòng)包括插電式汽車將成為近期發(fā)展戰(zhàn)略的主流, 燃料電池汽車會(huì)成為未來的制高點(diǎn)。 在電 動(dòng)汽車整車技術(shù)方面,中國(guó)已經(jīng)建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、 適用于中國(guó)公共交通 和私人汽車市場(chǎng)的特色混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃油電池、動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái),掌握 了整車集成技術(shù)。在電動(dòng)汽車技術(shù)方面,接近國(guó)際先進(jìn)水平,部分指標(biāo)具有一定 的優(yōu)勢(shì)。萬鋼還在論壇上透露,我國(guó)的電動(dòng)汽車發(fā)展規(guī)劃草案已經(jīng)制定出來, 國(guó)家

42、將 從七個(gè)方面持電動(dòng)聽懂車發(fā)展,包括加大充電設(shè)施工、基礎(chǔ)設(shè)備的科技創(chuàng)新力度 及加快基礎(chǔ)設(shè)施建議;加快技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究,完善標(biāo)準(zhǔn)體系;繼續(xù)深化國(guó)際技術(shù) 交流與合作,推動(dòng)電動(dòng)汽車的國(guó)際化等。根據(jù)財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委6月份聯(lián)合出臺(tái)關(guān) 關(guān)開展私人購(gòu)買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知,確定在上海、長(zhǎng)春、深圳、杭州、 合肥等5個(gè)城市啟動(dòng)私人購(gòu)買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)工作。根據(jù)通知,插電式 混合動(dòng)力乘用車每輛最高補(bǔ)貼 5萬元,純電動(dòng)乘用車每輛最高補(bǔ)貼6萬元,補(bǔ)貼 資金首先撥付給汽車生產(chǎn)企業(yè),按其扣除補(bǔ)貼后的價(jià)格將新能源汽車銷售給私人 用戶或租賃企業(yè)。國(guó)內(nèi)主要企業(yè)新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀上汽集團(tuán):已在混

43、合動(dòng)力、純電動(dòng)、代用燃料三大領(lǐng)域布局。 2010年將推 出混合動(dòng)力片榮威,2012年將推出插電式混合動(dòng)力車和純電動(dòng)汽車。一汽集團(tuán):已確定以混合動(dòng)力為主導(dǎo)的新能源發(fā)展戰(zhàn)略。2008年已推出混合動(dòng)力版B70, 2012年將建成年產(chǎn)1.1萬臺(tái)混合動(dòng)力轎車生產(chǎn)基地。東風(fēng)集團(tuán):目前集中于混合動(dòng)力客車和電動(dòng)小馬,自主品牌混合動(dòng)呼轎車仍 在研發(fā)之中。長(zhǎng)安汽車:新能源發(fā)展內(nèi)外結(jié)合中、逐步推進(jìn)。2008年杰勛HEV是國(guó)內(nèi)首 款自主品牌混合動(dòng)力轎車,2009年底推出純電動(dòng)奔奔 mini,已在重慶建設(shè)新能 源產(chǎn)業(yè)基地。比亞迪:國(guó)內(nèi)新能源汽車領(lǐng)先者,2008年已推出插電式混合動(dòng)力車 F3DM, 2009年推出純電動(dòng)轎

44、車E6,計(jì)劃以新能源汽車進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng),成為全球領(lǐng)先企 業(yè)。奇瑞:多種新能源技術(shù)齊頭并進(jìn),涉及混合動(dòng)力、純電動(dòng)、生物柴油多個(gè)領(lǐng) 域。2008年已推出輕混、中混版 A5,2009年推出QQ、S18、瑞虎等多款純電 動(dòng)轎車。最近磷酸鐵鋰電池受矚目的另一個(gè)市場(chǎng)是混合動(dòng)力大巴,這塊市場(chǎng)已經(jīng)開始顯露。據(jù)測(cè)算一輛電動(dòng)大巴大約要配制 6萬AH的電池,拆算成售價(jià)為60萬人 民幣,如按照新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo),2011年要形成50萬輛的產(chǎn)量,這意味 著磷酸鐵鋰電池一年的市場(chǎng)規(guī)模就有 3000億。目前安徽國(guó)軒、深圳沃特瑪、山 木電池、賽恩斯等企業(yè)紛紛拿到了政府的大額采購(gòu)訂單,為電動(dòng)大巴提供配套的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,這

45、是一個(gè)很好的開端。電動(dòng)大巴得以廣泛推文有兩大原因: 一是公用的新能源汽車享受國(guó)家政府補(bǔ)貼,二是不受充電問題的困擾。目前,電動(dòng)大巴采取的充電技術(shù)有兩套解決方案: 一是采用快速充電的電池,在每個(gè)公交 站點(diǎn)上棄置充電器,利用大馬停留時(shí)間進(jìn)行充電;另一種方案是采用儲(chǔ)能優(yōu)良的 電池,增強(qiáng)電動(dòng)大馬的續(xù)駛里程,這樣可以減少充電次數(shù)。相對(duì)來說,磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)轎車上的應(yīng)用較為滯緩, 不僅是因?yàn)槭蹆r(jià)高, 政府原來沒有補(bǔ)貼,而且使用環(huán)境也不允許最難解決的是充電的問題。在這種情況下,消費(fèi)者購(gòu)買欲望不強(qiáng)烈,即使購(gòu)買了也是無法正常使用。從美國(guó)、日 本、英國(guó)和以色列的發(fā)展可以借鑒, 這些國(guó)家倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì),鼓勵(lì)民眾使用電

46、動(dòng) 轎車,并在購(gòu)買的時(shí)候給予相應(yīng)貼。此外,在城市馬路上布置了數(shù)量眾多的充電 站、停車場(chǎng)、車站以及小區(qū)內(nèi)也隨處可見,大大方便了電動(dòng)轎車的使用。從國(guó)外 發(fā)展的軌跡來看,電動(dòng)轎車在國(guó)內(nèi)流行只是時(shí)間問題。通常的鋰電池中,電池正極材料的用量均以克為計(jì)算單位(一部手機(jī)需要56克鉆酸鋰,所謂超大容量電池也很少超過 10克),而國(guó)同一年消耗的鉆酸鋰 材料即達(dá)30000噸以上。一部電動(dòng)汽車,至少需要使用 5060千克的磷酸鐵鋰, 作為最適于生產(chǎn)純電動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力汽車的磷酸鐵鋰材料,其用量不言自 明。據(jù)估計(jì),2006年鋰離子動(dòng)力電池總需求量已達(dá) 50.690億Ah (單體電池工作 電壓3.6 伏),拆算為正極

47、材料其消耗量為 36200噸。而以上數(shù)據(jù)僅僅只包含了 國(guó)內(nèi)市場(chǎng),考慮到國(guó)外市場(chǎng)的拓展及電動(dòng)轎車的潛在發(fā)展,對(duì)動(dòng)力型鋰離了電池正極材料的需求量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 36200噸。3.3代步工具到目前為止,電動(dòng)自行車配套電源市場(chǎng)仍呈現(xiàn)鉛酸電池一股獨(dú)大的局面。雖然鎳氫電池在上世紀(jì)末就開始在電動(dòng)自行車上應(yīng)用,鋰離子電池在03年之后也已陸續(xù)出現(xiàn)在一些廠家的電動(dòng)自行車上,卻始終沒有真正動(dòng)搖鉛酸電池的霸主地 位。究其原因,鋰離子電源的質(zhì)量水平并沒有像預(yù)期的那樣,循環(huán)壽命長(zhǎng)、可靠 性高,所以一直沒有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。但磷酸鐵鋰材料正在改變著這一局面。超長(zhǎng)的使用壽命,還給用戶帶來了成 本優(yōu)勢(shì),雖然一輛磷酸鐵鋰的電動(dòng)自行車要

48、比普通的電動(dòng)自行車價(jià)格貴, 但是一 塊電池頂3塊其它的電池用,在成本上并不吃虧。根據(jù)1998年以來的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):電動(dòng)自行車產(chǎn)量 1998年為5.54萬輛、1999年為12.6萬輛、2000年為29.3萬輛、2001年為58萬輛、2002年為158萬輛、 2002年為400萬輛、2004年為675萬輛、2005年1250萬輛,2006年1800萬輛, 市場(chǎng)保有量超過4500萬輛。2006年,全國(guó)電動(dòng)車生產(chǎn)廠家已有2000多家,配件廠(蓄電池、塑件、控 制器、電機(jī)等)1000多家,年生產(chǎn)電動(dòng)車1800萬輛,生產(chǎn)總值將近300億元。按照全國(guó)自行車市場(chǎng)總量7億輛計(jì)算,其中20%更換為電動(dòng)自行車,總需求

49、為15000萬輛,高達(dá)1000億元的大市場(chǎng),現(xiàn)在的保有量只滿足了需求的 30%, 國(guó)內(nèi)的電動(dòng)自行車還存在巨大的發(fā)展空間。在2004年5月1日正式實(shí)施的中華人民共和國(guó)道路交通安全法規(guī)定,電動(dòng)自行車的可以作為非機(jī)動(dòng)車上路行駛。同時(shí)國(guó)家有關(guān)部門還制定了電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件和電動(dòng)自行車生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則。無論從消費(fèi)者的需 求、生產(chǎn)企業(yè)的投入規(guī)模,還是從國(guó)家宏觀政策、戰(zhàn)略發(fā)展的思路來看,任何個(gè) 人的主觀意見、任何局部政府的政策都不可能阻止電動(dòng)自行車的發(fā)展趨勢(shì)了。電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車市場(chǎng)容量巨大,一年配套電池產(chǎn)值約400億元人民 幣,加之電分理處輪椅車及沙灘車、 高爾夫球車等其它的代步工具,市場(chǎng)容量快

50、 接近上千億,各大廠商非常垂涎這塊市場(chǎng),在過去的一段時(shí)間里都做了布局。 此 外我國(guó)沙灘車、高爾夫球車的出口量巨大,并在不斷增加。3.4蓄能電池組隨著世界能源緊張、現(xiàn)能源(油、煤)使用所造成的環(huán)境污染加重,而急需 “環(huán)保型能源”代替。于是太陽能、風(fēng)能、潮汐能的開發(fā)相繼問世,這些清潔能 源有一個(gè)共同特點(diǎn),即為動(dòng)力來源在時(shí)間上不連讀,因而必須在其高峰期將所發(fā) 的電能儲(chǔ)存下業(yè),以便低峰時(shí)使用。因此大電容量的電池便成為清潔能源的組成 之一。目前通訊基站和銀行 UPS儲(chǔ)能現(xiàn)在還以鉛酸電池為主,太了能和風(fēng)電儲(chǔ)能 領(lǐng)域還是一個(gè)市場(chǎng)空白點(diǎn)。磷酸鐵鋰電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域已有上佳表現(xiàn)。 比亞迪最近 拿下了國(guó)家電網(wǎng)在張北風(fēng)

51、電場(chǎng)的1兆瓦磷鐵鋰鋰電池儲(chǔ)能電站,這個(gè)明年4月就 將交付使用的項(xiàng)目將需要2.5噸磷酸鐵鋰原料。3.5手持電動(dòng)工具和礦燈是鋰電池一個(gè)具大規(guī)模利用遠(yuǎn)景的市場(chǎng)。目前搭配磷酸鐵鋰鋰電池的電動(dòng)工 具可以或許輕易打破過去18V電壓的制約,并成為電動(dòng)工具產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。2007年,全球最大的電動(dòng)工具廠商 B&G推出全球第一款采用磷酸鐵鋰電池 的電動(dòng)工具。DCX6401 Combo Kit這款產(chǎn)品在上市后第2個(gè)季度,便因其1小時(shí) 高速充電、功率壯大、高安全性和2000次以上的電池循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn),創(chuàng)下2000 萬美元的銷售成就,突破了 B&G建立以來的所有記實(shí)。在各大廠商的敦促下,磷酸鐵鋰電池的占有

52、率將不斷上升。目前全球電動(dòng)工 具需求以每年5%以上的速度增加,電動(dòng)工具中鋰電池的比例不到10%,85%為鎳鎘電池。由于鎳鎘電池的污染性問題,西方國(guó)家已經(jīng)逐步立法限制其使用范圍。 2010年,全球電動(dòng)工具市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 1.82億臺(tái),電池須要達(dá)到7.3億顆,電 池產(chǎn)值將達(dá)到330億元,若磷酸鐵鋰電池的占有率達(dá)到 10%則市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到33 億元。有調(diào)查稱,目前國(guó)骨礦難事件中,有80%是由礦燈打火引燃瓦斯發(fā)生。由于 鉛酸電池欠缺電路保護(hù),極易激起瓦斯爆炸。磷酸鐵鋰電池礦燈具有過充電、 過 放電及電流短路保護(hù)功能,將全面取代目前的鉛酸礦燈。事實(shí)上,在國(guó)外礦燈已 成為磷酸鐵鋰用量最大的市場(chǎng)。3.6軍用電

53、源占爭(zhēng)由機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化,向信息中心戰(zhàn)的方向發(fā)展,其中那一個(gè)階 段都少不了電源,軍用電源的便攜性、能量密度高低、壽命、可靠性、可再生性 是軍事通訊設(shè)備、觀察與偵察設(shè)備、制導(dǎo)兵器、軍用計(jì)算機(jī)及模擬演練系統(tǒng)所用 電源必須的要求;特別是前線作戰(zhàn)部隊(duì),由于受到大范圍機(jī)動(dòng)、高速推進(jìn)、能利 用的運(yùn)載交通工具有限,主要依造便攜能源。電池作為“信息中心戰(zhàn)”中的信息 采集、信息處理、信息傳輔的分理處力源,也已成為部隊(duì)作戰(zhàn)能力的重要標(biāo)志之 一。目前,鋰離子電池除了用在軍事通訊我, 也用在一些武器系統(tǒng)中,女口:美國(guó)、 德國(guó)、英國(guó)研制的單兵系統(tǒng)中、日本正在建造電分理處潛艇中均采用了鋰離子電 池。3.7磷酸鐵鋰發(fā)

54、展現(xiàn)狀在國(guó)外做為鋰離子動(dòng)力電池正極材料載體的鋰離子電池的發(fā)展速度比較快, 國(guó)外的投資相對(duì)比較多,并且均有明確的發(fā)展方向與計(jì)劃。 歐盟為鋰離子電池的 研究和開發(fā)規(guī)定了一系列的計(jì)劃,女口: Joule、Brite-Euram等,并為此投入近1400 萬美元;加拿大的Hydro-Quebec和3M公司從USABC (美國(guó)先進(jìn)電池協(xié)會(huì))獲 得了 3300萬美元用于發(fā)展電動(dòng)汽車用鋰離子電池;德國(guó)的Varta公司和美國(guó)的duracell也為USABC從事這方面的工作,歐、美的技術(shù)當(dāng)前仍處于領(lǐng)先地位。目前,Vale nee, Phostech, A123和日本的三井造船的磷酸鐵鋰已經(jīng)量產(chǎn), 并且Vale n

55、ee,和A123都在蘇州建廠。但國(guó)外的供應(yīng)商為了追求更高的附加值 只是在做OEM,而不愿意向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)批量供應(yīng)磷酸鐵鋰材料。磷酸鐵鋰發(fā)展的歷史不長(zhǎng),但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程很快。2006年是磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)化的元年,2007年、2008年是產(chǎn)業(yè)的蟄伏期,2009年市場(chǎng)開始發(fā)力,210年毫無 疑問將步入“高速成長(zhǎng)期”。由于磷酸鐵鋰市場(chǎng)前景不可限量,國(guó)內(nèi)企業(yè)蜂擁而 至前來?yè)屖车案猓环矫鎸?duì)行業(yè)志到了推波助瀾的作用, 另一方面在也造成了魚 龍混雜的局面。據(jù)最新統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正材料商大約有106家(包括臺(tái)灣),實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)接近20家,光是這20家企業(yè)的設(shè)計(jì)產(chǎn)能就超過1.5萬噸,如把 中試廠商的產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)在內(nèi)

56、,整個(gè)產(chǎn)能估計(jì)超過3萬噸。不過大部分企業(yè)僅僅是一 種跟風(fēng)行為,真正舍得大投入的企業(yè)不多,即使有錢的企業(yè),也未必有好的技術(shù)。 還有一個(gè)不大家所重視的問題是,材料生產(chǎn)的少,問題就少,材料生產(chǎn)的多,問 題就一大堆,如果以穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)材料作為衡量標(biāo)準(zhǔn),可以說目前還沒有哪一家能達(dá)到這個(gè)地步。電芯領(lǐng)域與材料領(lǐng)域的情況幾乎相似,目前涉足磷酸鐵鋰電芯制造的企業(yè)不下200家,真正量產(chǎn)的企業(yè)有30家左右,大部分企業(yè)還在試 驗(yàn)階段,并沒有真正投入生產(chǎn)。從技術(shù)成熟度看,單體電池制造技術(shù)基本過關(guān), 循環(huán)壽命達(dá)2000次,甚至超過2000次都不成問題,但是作為電池組則面臨一致 性的問題,實(shí)際的使用壽命將大打折扣,這個(gè)問題需要材料商、電池商和控制系 統(tǒng)提供商共同加以改進(jìn)。面對(duì)當(dāng)前的行業(yè)現(xiàn)狀,我們要清醒地認(rèn)識(shí)到幾點(diǎn):第一,行業(yè)投資過熱不等于產(chǎn)能過剩,從現(xiàn)在的市場(chǎng)需求看,的確存在供過 于求的現(xiàn)象,但這是一個(gè)假象,等到明后年需求放大的時(shí)候,這樣的產(chǎn)能還是一 個(gè)很小的數(shù)字;第二,磷酸鐵鋰制造有相當(dāng)高的技術(shù)門檻, 現(xiàn)在進(jìn)入的企業(yè)未必能作出合格 的產(chǎn)品,事實(shí)上合格產(chǎn)品還是供不應(yīng)求的;第三,低成本、高品質(zhì)是企業(yè)制勝的法

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