高容量鐵鎳儲能電池項目建議書

年產(chǎn)xx萬只高容量鐵鎳儲能電池項目建議書二〇一四年五月目錄4340一、項目綜述 351631、項目建設(shè)內(nèi)容 3208952、園區(qū)產(chǎn)業(yè)情況簡介 3239143、項目建設(shè)的必要性 3248944、產(chǎn)品的市場情況分析 7176855、原輔材料供應(yīng)情況 1023752二、項目技術(shù)方案 11226481、工藝路線對比選擇 11142752、工藝流程簡述 1348003、主要設(shè)備一覽表 151886三、環(huán)境影響評價 162099四、投資估算 1723380五、運(yùn)營成本估算 17194641、營業(yè)(銷售)收入 17150652、總成本費用 1828172六、效益分析 1920015七、結(jié)論 20一、項目綜述1、項目建設(shè)內(nèi)容（1）項目名稱：年產(chǎn)xx萬只高容量鐵鎳儲能電池項目（2）項目投資：項目占地面積48畝，總投資3600萬元。（3）擬建地點：xx工業(yè)園區(qū)2、園區(qū)產(chǎn)業(yè)情況簡介XX（國家級）經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)XX工業(yè)園區(qū)于2002年7月設(shè)立，2006年按照省委、省政府“一區(qū)多園”的發(fā)展思路進(jìn)行了整合。園區(qū)位于XX省XX市XXXX、漢東地區(qū)，距XX城6公里、XX市區(qū)35公里，總規(guī)劃面積34平方公里，分為占地面積12平方公里的東區(qū)和22平方公里的西區(qū)。XX工業(yè)園區(qū)主要依托省內(nèi)豐富的電力、礦產(chǎn)資源優(yōu)勢和現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，按照促進(jìn)資源循環(huán)利用、相關(guān)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的思路，重點發(fā)展有色金屬加工和化工產(chǎn)業(yè)，打造我國重要的有色金屬生產(chǎn)加工基地和化工產(chǎn)業(yè)基地。在“十二五”期間，XX工業(yè)園區(qū)將進(jìn)一步做大做強(qiáng)鋁、鉛、鋅、銅等有色金屬基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，加快引進(jìn)和建設(shè)產(chǎn)業(yè)延伸項目，努力形成有色金屬生產(chǎn)及精深加工產(chǎn)業(yè)鏈?！笆濉逼陂g，形成240萬噸鋁、10萬噸鉛、20萬噸鋅、10萬噸銅及與之配套的延伸加工能力，努力將園區(qū)建設(shè)成為具有較強(qiáng)影響力的有色金屬生產(chǎn)、加工、資源循環(huán)利用基地，力爭“十二五”末實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值600億元以上。3、項目建設(shè)的必要性據(jù)專家預(yù)測，世界石油的儲量日漸減少，按照目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的消耗量，最多可以支持30年，世界各國爭相將替代能源的開發(fā)列入國家級重點扶持與發(fā)展產(chǎn)業(yè)。尋求清潔無污染的綠色新能源。風(fēng)能、太陽能發(fā)電作為一種取之不盡，用之不竭的清潔能源，受到國家的大力扶持，并且XX在風(fēng)能和太陽能方面具有得天獨厚的天然優(yōu)勢，所以清潔能源的開發(fā)和利用必將成為國家在XX省重點扶持和發(fā)展的項目，而大容量儲能電池作為其電能儲存必不可缺少的配置，其發(fā)展空間極其廣闊。目前已經(jīng)商品的化充電電池有鉛酸電池、鎘鎳電池、鐵鎳電池、鋅銀電池、氫鎳電池、鋰離子電池，尚屬于研發(fā)階段的有鋅鎳電池，氫燃料電池、金屬燃料電池、鈉硫電池,溴液流電池等等。鉛酸電池是最古老的電池，發(fā)展到目前，技術(shù)已是日新月異，非常成熟，成本低廉，可大電流放電。但其致命缺陷是壽命短，循環(huán)壽命一般不超過500次，且會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。在環(huán)保理念盛行的今天，其應(yīng)用已經(jīng)受到越來越多的限制，歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)明令禁止生產(chǎn)和使用鉛酸電池。鎘鎳電池技術(shù)成熟，具有較好的循環(huán)壽命，可重復(fù)500次以上的允放電；成本低廉，較鉛酸電池略高；可供大電流的放電，具有高的安全性，可用在電動工具上；與其他種類電池相比之下，鎳鎘電池可耐過充電或放過電，操作簡單方便。但鎳鎘電池重復(fù)經(jīng)過幾次維持在低容量的放充后，存在“記憶效應(yīng)”，導(dǎo)致電池容量下降，且鎘鎳電池對環(huán)境污染嚴(yán)重，在歐美國定目前亦如鉛酸電池一樣被禁止生產(chǎn)和使用了。鐵鎳電池與鎘鎳電池性能相當(dāng)，兩者幾乎可以相互替代使用，只是在大電流放電性能上較鎘鎳電池遜色，但無記憶效應(yīng)，且成本更低、完全綠色。最值得稱道的是其高安全性，從米未發(fā)生過安全事故；具有超長的使用壽命，循環(huán)壽命超過2000次，使用得當(dāng)?shù)那闆r壽命甚至超過3000次;由于正、負(fù)極材料及電解液均對環(huán)境友好，不會對環(huán)境造成污染，因而得到歐美用戶的特別青睞。鋅銀電池具有放電電壓超平穩(wěn)的特性，適合作為高精度儀表的顯示電源，如飛機(jī)駕駛艙儀表的顯示電源，但其成本高昂、小能人電流放電，制約了其“走入平常百姓家”。氫鎳電池具有良好的快充性能、大電流放電性能、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長一般可充放電500～1000次，基本叫與鎘鎳電池互換使用，是一種無污染綠色電池。但其成本相對較高，是鎘鎳電池的15倍以上。由于貯氫負(fù)極具有高可燃性，一但發(fā)牛內(nèi)部短路，容易發(fā)生強(qiáng)烈爆炸，存在較嚴(yán)重的安全隱患。鋰離子電池是目前最熱門的電池，具有高電壓、高容量、綠色環(huán)保的特點泛應(yīng)用存手機(jī)、筆記本電腦、MP3、MP4等數(shù)碼產(chǎn)品上；可以大電流放電，但其成本高,超過鎳鎘電池的三倍;安全性能差,容易把發(fā)生爆炸,報紙上不時可以看到鋰離子電池發(fā)生爆炸的報道。綜上所述，鐵鎳電池不失作為高鐵電池，風(fēng)力發(fā)電，以及新興的電動汽車電池的理想之選。相對于鋅銀電池、氫鎳電池、離子電池而言鐵鎳電池具有以下優(yōu)勢：其一、最安全。由于其正負(fù)極材料、隔膜材料、電解液材料特殊的穩(wěn)定性鐵鎳電池從誕生以來，從未出現(xiàn)過爆炸、起火、燃燒等安全事故，而氫鎳電池由于負(fù)極材料為易燃性貯氫材料、鋰離子電池的電解液為揮發(fā)性、易燃性極強(qiáng)的有機(jī)溶液，在電池出現(xiàn)短路時均存在起火、爆炸的安全隱患其二、長壽命。氫鎳電池的允放電循環(huán)壽命一般只有500次芹右，最長的也不超過1000次：采用鋰錳、鋰鈷的鋰離了電池般的循環(huán)壽命為300次，采用鋰鐵的電池壽命一般也不超過2000次；而鐵鎳電池的允放電循環(huán)壽命不低于2000次，使用維護(hù)得當(dāng)可以超過3000次。其三、最經(jīng)濟(jì)。鐵鎳是所有電池中最廉價的電池之一，基本與鉛酸電池相當(dāng)約為氫鎳電池的l/2-2/3、為鋰離子電池的1/3～l/2，是可作為風(fēng)力發(fā)電，水里發(fā)電，新能源動力汽車等大容量電池中最經(jīng)濟(jì)的一種電池其四、容量可以做得超人。鐵鎳單體電池的容量可以很輕松地做到500Ah最人容量可以做到800Ah以上，安全性能方而點也小會降低，而氫鎳電池和鋰離子電池一般都不超過100Ah，超過若出現(xiàn)安全事故，其爆炸能量超過烈性炸藥，存在極高的安全隱患。其五、電池控制系統(tǒng)最簡單。鉀離子電池不耐過允、過放，必須有限壓允放電裝置；允放電過程中人量發(fā)熱，必須有溫度控制裝置；電池的穩(wěn)定性和一致性差，必需采用復(fù)雜的均衡控制允、放電裝置。氫鎳電池也能經(jīng)受定程度的過充、過放，但對電池使用壽命將會造成較大影響；氫鎳電池的穩(wěn)定性和一致性差，經(jīng)過一段時間的使用過后，電池組中個別單體電池性能會惡化，直接導(dǎo)致整組電池性能的劣化，從而人人限制了整組電池的使用壽命。鐵鎳電池耐過允、過放電性能非常優(yōu)良，長期過充電只會損失少量電解液（補(bǔ)充電解液方便），即使過放電至零伏，經(jīng)過幾次活化也能恢復(fù)80%以上的容量，0.2C過放電至0.6V（標(biāo)稱電壓12V，終止電壓1.0V）基本不需允放電循環(huán)即叫直接允電l00%恢復(fù)容量。故鐵鎳電池具有優(yōu)良的配組性能，無需經(jīng)過復(fù)雜的單體電池性能篩選即可封裝成電池組，電池的配組率非常高，基本不會產(chǎn)牛廢品、次品單體電池。4、產(chǎn)品的市場情況分析該產(chǎn)品的市場容量非常大，某國營鐵路電池生產(chǎn)單位，鐵路客車大容量電池的嚴(yán)重供不應(yīng)求，春節(jié)期間都不放假，加班加點生產(chǎn)，2013年該國營企業(yè)，鐵路客戶電池銷售額突破1億元。2013年中國汽車銷售超過2000萬輛，其中新能源汽車同比增長39.7%。全球著名的咨詢公司波士頓有限公司2011年發(fā)布報告稱中國將在10年內(nèi)成為世界上最大的電動車消費市場，根據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，2014年全球插電混合動力和純電動汽車銷量約12萬輛，同比增長超過100％，可見未來大容量鐵鎳儲能電池的市場潛力巨大。根據(jù)美國能源信息管理局的預(yù)測，到2020年，世界煤炭、水力和核能發(fā)電將有10.7%的電力供應(yīng)缺口，這一供應(yīng)缺口不得不用可再生能源去彌補(bǔ)，為此利用太陽能，風(fēng)能發(fā)電將起到重要的作用。如下表1列出了由國家發(fā)改委提供的未來幾十年預(yù)計我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況：產(chǎn)業(yè)規(guī)劃2010E2020E2030E2040E裝機(jī)容量30萬KWp180萬KWp1000萬KWp10000萬KWp年發(fā)電量4.2億KWH21億KWH140億KWH1500億KWH發(fā)電比例4.2%8%14.6%22.5%表1全國太陽能裝機(jī)容量及發(fā)電量規(guī)劃隨著國家配套的太陽能發(fā)展政策的出臺，國內(nèi)的太陽能市場將出現(xiàn)爆發(fā)式的增長，屆時對于大容量儲能電池的需求，將出現(xiàn)井噴式的增長。截至2010年底，中國全年風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)達(dá)1600萬千瓦，累計裝機(jī)容量達(dá)到4182．7萬千瓦，首次超過美國，躍居世界第一。從2005年開始，中國的風(fēng)電總裝機(jī)連續(xù)5年實現(xiàn)翻番。2009年，中國以2580萬千瓦的總累計裝機(jī)容量超過德國，成為世界第二，但與排名第一的美國仍有近1000萬千瓦的差距。2010年，中國風(fēng)電發(fā)展勢頭迅猛，總裝機(jī)比上年增長約62％。而美國新增容量僅為500萬千瓦左右。中國首次登上世界第一的位置。據(jù)《中國風(fēng)電發(fā)展報告2010》預(yù)測，2020年中國風(fēng)電累計裝機(jī)容量可以達(dá)到2．3億千瓦，相當(dāng)于13個三峽電站；總發(fā)電量可以達(dá)到4649億千瓦時，相當(dāng)于取代200個火電廠。中國可再生能源工業(yè)協(xié)會表示，2010年中國設(shè)置了16GW風(fēng)力發(fā)電能力，比上年增加62％。為此，總設(shè)置風(fēng)力發(fā)電能力現(xiàn)已達(dá)41．8GW。據(jù)全球風(fēng)能理事會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，相對比較，2010年美國總設(shè)置風(fēng)力發(fā)電能力增加約5GW，使總能力提高到40．2GW。據(jù)中國風(fēng)能理事會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，至2010年8月，中國并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電能力約為22．94GW。中國正在提高風(fēng)力發(fā)電場的并網(wǎng)能力，目標(biāo)是到2015年使風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)能力達(dá)90GW。中國將在甘肅省建設(shè)第一階段5GW酒泉風(fēng)力發(fā)電項目，以及繼續(xù)推進(jìn)新疆2GW哈密風(fēng)力發(fā)電項目、內(nèi)蒙古2GW開魯風(fēng)力發(fā)電項目和吉林省1．5GW通榆風(fēng)力發(fā)電項目。風(fēng)力發(fā)電如此迅猛的發(fā)展速度，必將引爆風(fēng)能配套的儲能電池的需求。在電動汽車，太陽能，風(fēng)能巨大的市場需求和強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭下，勢必催生對于廉價、長壽、環(huán)保的電池的強(qiáng)大需求，而鐵鎳高容量的電池，恰恰滿足了這些需求的特點。電動汽車，太陽能，風(fēng)能巨大目標(biāo)市場下，市場容量超過10000億規(guī)模，堪與任何一個大行業(yè)相比。5、原輔材料供應(yīng)情況高容量鐵鎳電池項目所用的主要原材料是氫氧化亞鎳，四氧化三鐵和堿性物質(zhì)氫氧化鈉。XXXX境內(nèi)有豐富的原料，本項目可以從西部礦業(yè)有限公司、XX金廣鎳鉻材料有限公司、XX高原特殊硅業(yè)有限公司、XX西部銦業(yè)有限責(zé)任公司等公司的產(chǎn)品或廢料中利用和提取原材料。本項目所需原料充足而且廉價，原料優(yōu)勢突出明顯，完全能滿足本項目需要。項目實施后可就近取材或者就近運(yùn)輸，降低了成本突出產(chǎn)品價格優(yōu)勢，增強(qiáng)了產(chǎn)品市場競爭力。主要原材料、輔助材料和燃料、動力消耗表類別名稱主要成分單耗總用量備注主要原

輔材料氫氧化亞鎳Ni72720外購四氧化三鐵鐵48480外購添加劑堿性物質(zhì)28.8760外購電380/220V/1000萬kwh二、項目技術(shù)方案1、鐵鎳電池原理項目鐵鎳蓄電池的電解液是堿性的氫氧化鈉溶液，是一種堿性蓄電池。其正極為氧化鎳，負(fù)極為鐵。鐵鎳蓄電池中鐵電極有2個放電平臺，基本反應(yīng)分2步。第一步：鐵電極中活性鐵氧化成Fe(OH)2，基于該步反應(yīng)的理論容量為960mA·h/g(Fe)，此時該體系的開路電壓為1.33V。在鐵鎳蓄電池的放電電壓平臺中，第一放電平臺持續(xù)時間長，電壓穩(wěn)定，是鐵鎳蓄電池的主要工作電壓，也是電化學(xué)反應(yīng)中的重要一步。第二步：Fe(OH)2氧化成Fe3O4，基于該步反應(yīng)的理論容量為1440mA·h/g(Fe)。第二放電電壓平臺為該電池活性物質(zhì)內(nèi)部的深度放電所致，為深放電電壓平臺，電壓值比正常狀態(tài)下放電電壓低很多，放電時間持續(xù)較短，電壓下降很快?？偡磻?yīng)為：2、工藝流程簡述項目工藝流程主要為電極制造、鐵鎳電池組裝。項目正負(fù)極材料均為外購成品粉劑，不自行生產(chǎn)，不涉及熔煉、制粉等工序；極板制造為混合粉劑擠壓成型，電池極板不需燒結(jié)，整個工藝均不涉及設(shè)備、半成品和成品的清洗。項目正負(fù)極材料均為外購成品粉劑，不自行生產(chǎn)，不涉及熔煉、制粉等工序；極板制造為混合粉劑擠壓成型，電池極板不需燒結(jié)，整個工藝均不涉及設(shè)備、半成品和成品的清洗。項目工藝流程簡述如下：電極制造（1）正、負(fù)極合粉將正極活性材料Ni(OH)2、和添加劑按一定配比進(jìn)行合粉。在混合機(jī)上高速混合均勻后，再經(jīng)粉碎過篩制成顆粒狀正極材料。（2）制坯將合粉后粉狀正負(fù)極材料通過一號機(jī)制成正、負(fù)極極板毛坯袋狀小條，后將毛坯袋狀小條按電池極板要求拼成極板，經(jīng)二號機(jī)達(dá)到電極板要求后，形成電池極板毛坯。（3）裝筋、定筋將正、負(fù)極板毛坯按要求裝好連筋板和兩根筋條，放入三號機(jī)進(jìn)行釘筋。（4）沖壓、點焊將釘筋合格的正負(fù)極板毛坯，分別經(jīng)沖壓成型、點焊極板后，完成了電池極板的制造，成為電池正負(fù)極板。點焊施焊時，點焊過程中無焊劑煙塵產(chǎn)生。2）電池組裝（1）電池單元體組合成形的正負(fù)極板采用包板機(jī)進(jìn)行電池單元體包板作業(yè)。其中，每個電池單元體均有N片正極板和負(fù)極板組合而成，正、負(fù)極板之間用隔膜絕緣隔離。（2）電池總裝配、封合每個電池由N個電池單元體組成，將N個電池單元體裝入蓄電池槽殼中，電池單元體之間采用串聯(lián)連接。最后將電池槽殼與蓄電池蓋采用封合檢測。（3）注液用注液機(jī)在電池中注入電解液。（4）化成采用充放電機(jī)對電池進(jìn)行恒流充電及恒流放電。（5）性能檢測、包裝入庫檢測電池充放電性能、電池容量、電池內(nèi)阻等性能測試，將檢測合格的電池進(jìn)行包裝，然后轉(zhuǎn)入成品庫，待出廠。3、主要設(shè)備一覽表序號名稱單位數(shù)量備注1正負(fù)合粉臺/套/條112極板生產(chǎn)臺/套/條323電池裝配臺/套/條304化成臺/套/條565例行檢驗間臺/套/條86鋼帶加工臺/套/條127其他臺/套/條178化驗設(shè)備臺/套/條4合計170三、環(huán)境影響評價項目主要污染源和污染物表種類污染源排放量主要污染物組成治理方法及去向廢氣工藝裝置（正負(fù)極投料、正極包粉）廢氣量：2×6000m3/h粉塵：4.5mg/m3，0.144t/a其中含鎳及其化合物0.06t/a粉塵（主要為氫氧化亞鎳和石墨粉）濾筒式除塵器、處置效率98%廢水制備反滲透水廢水量：0.9m3/d、270m3/aCODCr：200mg/L、0.054t/a鎳：1.5mg/L、0.0018t/a純水制備反滲透水、洗浴廢水過濾后回收利用廢渣工藝裝置123.155t/a廢鋼帶、廢筋條、廢隔膜、廢槽殼、廢槽蓋、廢包材，生活垃圾等。利用或填埋四、投資估算本項目總投資為3600萬元，其中：固定資產(chǎn)3200萬元，流動資金400萬元。投資估算表序號名稱金額備注1生產(chǎn)設(shè)備15002設(shè)備安裝5003土建7004公用工程2005其他3006流動資金400合計3600五、運(yùn)營成本估算1、營業(yè)(銷售)收入正常生產(chǎn)年營業(yè)收入序號產(chǎn)品單價產(chǎn)量營業(yè)收入1高容量鐵鎳電池239.6元/只12萬只/年2875萬元/年2、總成本費用1）原輔材料費用正常生產(chǎn)年原輔材料費用一覽表（含稅）序號原輔材料單價元/噸需求量噸/年年費用萬元/年1氫氧化亞鎳16007201152四氧化三鐵36004801723添加劑1100760834總計3702）燃料、動力費用正常生產(chǎn)燃料動力消耗一覽表（含稅）序號燃料動力需求量單價元/噸年費用萬元/年1電1000萬kwh0.37370總計3703）工資及福利職工工資及福利費每人年均30000元，勞動定員30人，本項目的年工資等費用為90萬元。增值稅及附加稅金及附加為350萬元。其它費用估算其它費用包括銷售費用、管理費用、企業(yè)保險費、機(jī)物料消耗、低值易耗品、租賃費、停工損失費、教育經(jīng)費、業(yè)務(wù)招待費等。其他費用按400萬元估列。六、效益分析項目建設(shè)規(guī)模：項目為高容量鐵鎳電池試驗項目，年產(chǎn)12萬只高容量鐵鎳電池。項目總投資3600萬元人民幣。項目建成營運(yùn)后，將取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，其主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表6-1。表6-1項目主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序