研发中心项目立项可行性报告

关于申请建设新型节能环保电池

研发中心的报告

?????保护局：

为贯彻党的十八大会议精神，落实建设生态文明社会的号召，公司充分利用专业技术人才，采取与科研院校进行产学研合作的方式，拟投资1500万元在科技园本公司厂区内建设新型节能环保电池研发中心，采用最新的科学技术引领企业走生态文明的可持续发展之路。本研发中心将从电池的电极材料、结构、清洁生产和环境管理等多环节研发新型节能环保电池，通过ISO14001的体系构建，不断改善企业的环境管理工作，把接近零排放作为我们环境保护的终极目标；为此，特向省、市环保部门申请建设新型节能环保电池研发中心项目，并办理项目前期环评及审批手续，当否？请批示。

附：新型节能环保电池研发中心项目建议书

?????????????????????有限公司

二0一二年十一月三十日

关于成立新型节能环保电池研发中心的项目建议书

???????????????有限责任公司

目录

一、项目简介 (1)

二、公司简介 (1)

三、项目研发人员 (4)

四、项目合作单位 (5)

五、铅蓄电池行业分析 (7)

六、铅碳电池技术简介 (11)

七、项目建设目的 (16)

八、项目建设内容 (17)

九、投资估算 (19)

十、效益分析...................................................................................................... . (22)

十一、结论 (25)

十二、附件 (26)

关于成立新型节能环保电池

研发中心的项目建议书

一、项目简介

项目名称：新型节能环保电池研发中心

建设单位：??????????????有限公司

项目地点：????????????????公司厂区内

占地面积：3215平方米

项目投资：1500万元

二、公司简介：

??????????????有限责任公司成立 2006年3月，是一家专业从事铅酸蓄电池研发、生产和经营的高新技术企业。公司位于??????路，是科技园的首家入园企业，是?????????????????市委市政府确定的重点工业项目。2011年，公司销售收入突破15660万元，创造利润1253万元，上缴税金550万元，提供就业劳动力岗位126个，为两型社会做出了应有的贡献。

公司成立以来，已顺利通过了ISO9001：2008国际质量管理体系和ISO14001：2004标准环境管理体系认证，是??康普通信有限公司、中国普天集团等大型公司战略合作伙伴，公司研发部门参与铅酸蓄电池行业五项相关国家标准的制订，公司先后被认定为??省高新技术企

业、省“小巨人”企业、省利用信息技术改造和提升传统产业测点企业、???市民营科技企业、??市制造业先进企业、??市科技创新企业、??市纳税10强企业和??省金融系统AAA级信用单位。2010年，公司“”杜鹃图形牌商标被认定为??省著名商标，??省名牌产品，并被??省工商行政管理局授予省级“守合同重信用单位”等资格和荣誉。

公司拥有雄厚的技术力量，现已整体收编原??蓄电池厂骨干技术人员加盟我公司。已和中南大学、??大学和沈阳蓄电池研究所签订产学研合作协议，并长期与??康普、湖北普天等同行企业保持合作交流。经过公司研发部门的努力和探索，公司目前已拥有铅酸蓄电池行业专利57项，其中发明专利9项，已登记软件著作权2项，实用新型专利40余项。

如今，“”电池其各项性能业已达到或超过GB、JIS、IEC、DIN、BS标准，被广泛应用于通讯、电力、国防、铁路、船舶设备、应急照明，UPS不间断电源系统、电动工具、电动玩具及摩托车点火、照明系统。

公司自2006年投产以来积极开展节能、降耗和减排工作。公司清楚的认识到本行业属于能源消耗和污染物产生的重点行业，为此对本公司能源消耗的部位和污染物产生的基本特点进行了充分的分析，企业本着从“经济发展、环境影响、社会效益”等方面协调发展的宗旨，解决环境问题，实现经济、社会课持续发展。公司强调废物的“源削减”，即在废物产生之前即予以预防，企业从产品设计、原料选择、工艺改进、技术进步和生产管理等环节着手，调整产品、原材料、能

源结构，更新工艺设备，强化企业管理等综合性措施，提高资源、能源的利用水平，最大限度的将原材料和能源传化为产品，减少资源的浪费，并使生产过程中排放的污染物及其环境影响最小化，实现可持续发展。

从2010年3月开始，环保部、工信部等国家九部委联合开展涉铅企业专项整治工作至今全国超八成企业被取缔或整顿。其中，被取缔关闭583家、停产整治405家、停产610家。因此，目前全国仅约13%的企业可正常生产。??？？？？科技有限责任公司作为此次环保专项整治工作中第一批保留下来的涉铅企业，环保投入占到了公司总投入的15％，是具有一定的规模、技术实力等优势的中大型铅酸蓄电池企业。在整个行业集中度明显提高的形式下，公司认为要靠产品技术含量去参与竞争，重视科研投入，开发新产品，所以公司决定成立铅酸蓄电池企业技术研发中心，符合公司发展战略的方向！

三、项目主要研发人员

项目人员介绍：

1、项目主持人员：

姓名工作单位研究成果1、项目参与人员：

序号姓名性别年龄学历技术

职称

从事

专业

所在单位

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

四、项目合作单位

中南大学：

中南大学“电动汽车”课题组成立于一九九三年，从成立以来进行了"九·五"重点攻关等一系列电动汽车课题的研究。一九九三年底初步研制成功电动摩托车一台。在此基础上，于一九九五年一月一次试制成功EV6630电动轻型客车，已于1995年9月开始在深圳建筑动力（集团）公司投入运行，已经运行32150多公里。

中南大学汽车工程研究所拥有完整的电动汽车驱动装置试验研究、测试基地，向国内、外用户提供电动汽车驱动装置整体测试的可靠技术数据及性能评定报告。在AVL底盘测功机、传动系统试验台、DSpace汽车电子开发平台等先进开发手段的基础上，研究所自行研制设计的高性能、高效率的电动汽车驱动装置，达到国内同类产品的先进水平。

??大学化学院;

经过三十余年的不懈努力，化学学科是??省“十二五”重点学科，并进入ESI国际学科排名全球前1%。学院拥有化学博士后科研流动站，高分子化学与物理和有机化学2个二级学科博士点，化学一级学科（含无机化学、分析化学、物理化学、有机化学、高分子化学与物理、化学生物学）硕士点和应用化学二级学科硕士点，化学工程与材料工程两个专业学位硕士点。化学、应用化学、高分子材料与工

程、药学、材料化学等5个本科专业，其中化学专业为国家特色专业。

设有环境友好化学与应用教育部重点实验室，特种高分子材料??省重点实验室，锂离子储能与动力电池关键技术及应用??省工程实验室，新型化学电源及先进储能材料??省国际合作示范基地，新型能源存储与转换??省国防科技重点实验室，先进功能高分子材料??省普通高校重点实验室，锂离子动力电池??省高校产学研示范基地等7个学科平台。

沈阳蓄电池研究所：

沈阳蓄电池研究所的前身是沈阳蓄电池厂技术室；成立于1949年8月，1966年改为一机部蓄电池研究室，1972年10月改为沈阳蓄电池研究所。沈阳蓄电池研究所是国家铅酸蓄电池行业管理归口所。现设有科研、理化、检测、情报、标准等七处室。中国铅酸蓄电池行业协会、铅酸蓄电池标准化技术委员会、机械工业蓄电池科技情报网均设在沈阳蓄电池研究所。沈蓄所历经四十多年的发展，几代人的艰苦努力，积累了雄厚的科研实力和基础设施，能够开展多学科、多领域的铅酸蓄电池研究。

湖北普天电池有限公司;

湖北普天电池有限公司，是国务院国资委所管理的在汉企业，位于“制造新城”汉南经济技术开发区。公司秉承20多年电源设备专业制造经验，通过不断开拓进取，成为全国专业生产电动车蓄电池的大型企业之一，也是中国普天旗下重要的产业制造基地之一。

五、铅蓄电池行业分析

一、电池产业细分及应用领域

㈠电池产业细分

电池产品种类众多,主要包括铅酸蓄电池、锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池等，根据中国化学与物理电源行业协会的数据显示，电池销售收入1330亿元，其中铅酸蓄电池销售收入890亿元，同比增长17.1%。占电池销售市场67%。

㈡不同电池的特性与应用领域

每种电池都有其自身的特性，而不同的电池性能决定了其应用的领域，没有一种电池能够满足所有的用途，在既定的应用领域内也会根据不同的使用要求而出现不同电池同时存在的现状。

（1）主要电池性能比较

（2）主要电池的应用领域

铅酸电池因为其技术成熟，安全性好，主要用于工业领域，包括

汽车启动、通讯储能、低速电动车及备用电源等。

锂离子电池由于其重量轻，循环寿命较长，普遍用于手机、笔记本电脑等消费电子领域，并逐步取代镍镉电池，在电动动工具和玩具领域占比逐步增大。用于电动汽车的动力型锂离子电池正在逐步的成熟起来。

镍镉电池由于镉原素含毒等因素正在慢慢的退出电池市场。 在通讯储能、低速电动车的市场上，铅酸电池目前仍然占据绝大多数的市场份额，分别占到了90%和95%以上。而动力汽车爆发式增长还未开始，动力锂电池的规模化进程尚未显现。

电池种类 优点

缺点

铅酸蓄电池

成本低

无记忆效应 基本可完全回收 大电流放电性能好 高低温放电性好

浮充寿命及安全稳定性好 重量大

循环寿命相对较低

富液式电池存在一定的排放污染

镍镉电池

成本较低

安全稳定性好

大电流放电性能较好

重量大 容量低

有记忆效应

存在很大毒性污染 回收利用率低 镍氢电池

安全稳定性好 基本无记忆效应 循环寿命长

成本较高 重量大

自放电明显

大电流放电性能较差 回收利用率低

锂离子电池

重量轻 比能量高 循环寿命长 无记忆效应

成本高

安全性能较差

大电流放电性能较差 不可回收利用

大容量制造技术尚待进步

二、中国电池行业发展现状

根据化学与物理电源行业协会预测，“十二五”末期到2015年，中国电池行业将保持15%左右的平均增长率。

“十二五”末电池分类销售预测 （亿元人民币）

品种 2009年

年增长率%

2015年

镍镉电池 25 -10 13 镍氢电池 50 2 55 锂离子电池 150 10 270 铅酸蓄电池

760

15

1760

资料来源：化学与物理电池行业协会

电池技术的成熟程度在一定程度上决定了电池产业未来发展的进程。一方面锂离子电池将重点发展动力应用，另一方面铅酸电池将在新技术和新领域实现突破。

通过下图可以看出目前锂电池和铅酸电池在产业发展中的进程。

铅酸电池

锂电池、镍镉、镍氢电池

汽车启动

备用与储能

低速电动车

玩具

电动工具 移动电话 数码设备 笔记本电脑 电动汽车

便携电器

消 费 类 电 池

实验室阶段小试阶段中试阶段量产阶段

动力锂电铅酸电池

消费锂电

三、铅酸蓄电池行业发展前景

铅酸蓄电池至今已有150年历史，但是其技术发展与应用从未停止。我国铅酸蓄电池生产水平、产品性能水平与美日等发达国家还有很大差距，铅酸蓄电池作为国家发展新能源的主要载体，很多大型铅蓄电池企业积极响应国家产业政策，跟踪国外先进铅酸蓄电池技术发展，重点发展阀控式密封、胶体、卷绕式、双极性、超级电池、铅碳电池等新型铅酸蓄电池，努力提高电池比功率、比能量，延长其循环寿命与使用寿命。

铅酸蓄电池行业凭着自身成熟的技术、低廉的成本等因素，不但现阶段的市场占有率很高，而且随着技术的不断更新，在未来相当长时间内，铅酸蓄电池仍将在电池市场中占据垄断地位。

在铅酸蓄电池行业内寻找具有市场规模、技术研发等优势的龙头企业进行合作，并以此作为平台对行业内其他优质企业进行并购重组。在此基础上，加大对卷绕式、双极性、超级电池、铅碳电池及动力锂电池等下一代电池的研发。

六、研发课题简介

6.1、超级电容电池（铅炭电池）

6.2铅碳电池的关键技术

1、寻找在硫酸中稳定的高容量的炭材料。

我公司技术团队认为对炭材料的要求：成本低，电容量大，循环寿命长，析氢速率低，足够大的机械强度，同铅酸蓄电池具有相似的工作电位。

2、Pb-C在硫酸中的复合。

3、高比表面积的炭材料研制，高比表面积的炭材料有助于减少

负极板的硫酸盐化。部分荷电状况下负极板寿命的显著延长：通过添加高比表面积的炭材料。

4、在密度为1.28的硫酸电解液中体现超级电容性能的炭材料

炭材料在负机铅膏中的混合（加入量，加入方法，黏接剂，极板的生产工艺）

5、促进其他铅酸蓄电池负极铅膏配方中新型炭材料的研制

铅碳电池结构图

6.3、超级电池负极板的设计：

6.3.1、将炭粉和铅粉等其他成分按照一定比例混合，制成双性极板。

1-Pb 负极板 2-PbO2正极板 3-电容器负极板 4-电池盒体 5-AGM 隔板

6-微孔聚合物隔板 7-电解液 8-正极柱线 9-负极柱线

2-PbO2正极板 3-Pb 负极板 103-电容器负极板

23-电容器负极板

6.3.2、应用性能优越的炭制成炭板，直接插入到电池中，与铅负极板复

合组成双性负极板。

6.3.3、在原有极板基础上表面电渗析一层薄碳(C)，作为电容电极，内层

为Pb ，作电池电极。

通过比较第三代双性负极板性能最佳，现有电池工厂不用进行额外投资就可以大规模生产，只是工艺配方进行调整，因此可以立即投产。

6.4铅碳电池负极板的制造工艺

铅碳电池负极板的配方按重量百分比及其各组份间的比例 铅粉：硫酸钡：腐植酸：木素：硬脂酸：乙炔黑：碳纤维等于100：0.6~1.2：0.2~0.6：0.1~0.5:0.2~0.5：0.1~0.6:0.5~0.8

6.5、铅碳电池性能评价

1、国内外对于超级电池的性能进行了广泛的实验室研究测试，以及安装到电动车上进行实地试验，对超级电池性能有准确的评估。

和膏 （60-65℃）

固化 48h （温度60-65℃,相对湿度为85-95% ）

化成 （电解液中加入0.05-0.12%的 胶状纳米碳 ），渗析

2、优点: 电池成本低，寿命长、安全可靠、储存能量大,工作温度范围宽（-40-50摄氏度）、可以大电流放电，充电速度快、绿色环保。

3、缺点: 自放电较大，正极腐蚀比较严重。

4、超级电池具有很高的性价比。

5、Pb-C电池的结构和特点：特点：循环寿命长；快速充电；消除负极硫酸盐化；较轻重量；较高功率；成本低

6.6、铅碳电池的结构特点

6.6.1、将具有双电层电容特性的炭材料（C）与海绵铅（Pb）负极进行合并制作成既有电容特性又有电池特性的Lead-carbon双功能复合电极（简称Lead-carbon电极），Lead-carbon复合电极再与PbO2正极匹配组装成Lead-carbon电池。

6.6.2、正负极铅膏采用独特的配方和优化的固化工艺。正极活性物质抗软化能力强，深循环寿命好，活性物质利用率高；负极铅膏抗硫化能力强，容量衰减率低，低温启动性能好。

6.6.3、正极板栅采用新型特制合金和合理的结构设计，抗腐蚀性能好，电流分布合理，与活性物质结合紧密，大电流性能和充电接受能力强；

6.6.4、采用新型电解液添加剂，电池的析氢、析氧过电位高，电池不易失水。

6.7、铅碳电池的工作特性

6.7.1、当电池在频繁的瞬时大电流充放电工作时，主要由具有电容特性的炭材料释放或接收电流，抑制铅酸电池的“负极硫酸盐化”，

有效地延长了电池使用寿命；

6.7.2、当电池处于长时间小电流工作时，主要由海绵铅负极工作，持续提供能量;

6.7.3、Lead-carbon超级复合电极高碳含量的介入，使电极具有比传统铅酸电池有更好的低温启动能力、充电接受能力和大电流充放电性能。

6.8、铅碳电池的优势

铅炭电池有以下优势：

1、充电快，提高8倍充电速度；

2、放电功率提高了3倍；

3、循环寿命提高到6倍，循环充电次数达2000次；

4、性价比高，比铅酸电池的售价有所提高，但循环使用的寿命大大提高了；

5、使用安全稳定，可广泛地应用在各种新能源及节能领域。

作为一种新型的超级电池，铅炭电池是将铅酸电池和超级电容器两者两者技术的融合：既发挥了超级电容功率性充电的优点，既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的能量优势，且拥有非常好的充放电性能——一个小时就可充满电。而且由于使用了铅炭技术，大大延长了电池寿命。铅炭电池在部分荷电态下循环寿命和功率性充放电性能方面得到大幅提高，再加上成本等优势，大大提高了铅炭技术在各类储能系统中的应用。

七、项目建设目的

研发中心项目建设目的

电池的应用范围仍在不断扩大，电池的制造技术也在不断更新，为适应现代生活的需要，满足人们对绿色环保产品的需求，本公司拟成立新型节能环保电池研发中心，通过招聘高级技术人才，与大专院校进行广泛科技合作来提升节能环保技术和产品质量，拟研发的新型节能环保电池的主要技术指标如下：

1、实现全过程的清洁生产，无工艺废水外排；

2、生产过程化成工艺中可较传统铅酸蓄电池节约30%的电能。

3、内阻小,可大电流放电量最大可达10C放电。

4、在可快速充电30分钟充90%以上。

5、自放电极小，在一月内不充电可保持≥90%容量

6、耐低温、耐高温-50度至+75度。

7、比能量大，20小时率质能比已达到大于60wh／kg。

8、全充电全放电，深度放电可至0.2v，记忆小。

9、设计新型板栅结构。提高比能量，增强导电性能，降低内阻，提高比表面积，提高电池大电流充放电特性；提升电池恢复能力。

10、超长的使用寿命，循环充放电可达到≥800次。

11、无阀完全密封，无溢漏，免维护，可将蓄电池任意置放使用。

12、蓄电池寿命终止后，可回收利用，回收率在98％以上。

八、研发中心项目建设内容

1、电池极板研究部

放电后可充电再用的化学电源，又称二次电池。蓄电池的一次放电容量决定于电池极板，当前研究的主要方向为提高比能量、循环寿命和使用期限，如提高活性物质利用率，降低板栅和容器重量，防止活性材料的脱落和寻找耐腐蚀正极板栅。研发双性极板。

2、电池封装测试车间

主要用于研究蓄电池内阻测试，充放电测试，密闭性能测试，电导测试。

3、电池低温试验设备

准确地模拟低温、高温、高温高湿、低温低湿等复杂的自然状环境下

4、电池性能测试设备

主要用于研究蓄电池电压、内阻、容量、内压、充放电、循环寿命、密封性能、安全性能、外观等各项性能测试。

电池充放电性能动态测试系统，该系统为从美国Arbin公司购进的动力电池动态性能测试仪。约40万人民币。可以测试120V，500A 的电池的充放电性能。具有可编程自动测试控制功能。

5、产品展示中心

用于展示我公司生产的各种型号的免维护铅酸蓄电池以及正在研制的各项成果。