卷绕式铅酸蓄电池研发项目建设可行性研报告.doc
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1、卷绕式密封铅酸蓄电池研发项目可行性研究报告高峰股份有限公司2011年12月目 录一、立项的背景与意义二、行业研究现状与发展趋势三、项目实施的主要内容、技术关健与预期目标四、产业化前景与市场需求五、现有基础、条件和优势六、项目实施方案、组织方式七、项目进度计划八、项目单位和主要研究人员简况九、经费预算来源、使用计划十、经济、社会效益分析一 、立项背景与意义1.1项目概况1.1.1项目名称:卷绕式密封铅酸蓄电池研发 1.1.2项目承担单位:高峰股份有限公司,注册资金5820万元,法人代表黎福根。1.1.3项目地址: 1.1.4项目主要内容:本项目研发的卷绕式密封铅酸电池,是指有别于普通正负极板平叠
2、结构,而采用1mm左右厚度的铅箔正、负极板间以隔板后交替叠放,再卷绕在一起制成圆柱形状,以加大酸与铅之间的接触面积,提高电池性能的新型铅酸蓄电池,属于国家发改委2011年产业结构调整指导目录鼓励类项目产品(见“鼓励类十九.16”)。项目投资800万元,计划历时二年,研发的卷绕式密封铅酸蓄电池达到国内先进水平,成为高峰公司新的主推产品,并兼作高峰先驱新能源电动车有限公司生产的各类电动车辆的配套动力。1.1.5项目联系人: 1.2背景与意义1.2.1项目背景(1)铅酸电池将继续占据主导地位铅酸蓄电池是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池,具有大容量、高功率、电压平稳、安全可靠、少维护、价格
3、低廉、适用范围广、原材料丰富等优点,占据着二次电源中80%以上的市场份额,不仅在交通运输、军事国防等传统领域得到广泛应用,而且被广泛应用于太阳能光伏发电、风力发电、地热能、潮汐能等自然能的开发利用、通信电源、电力变配电系统、铁路、船舶通讯、起动、照明电源、UPS电源和新兴的电动汽车产业中,在内燃机起动、储能、动力等领域更是尚无成熟替代产品。如果没有铅酸蓄电池,中国2亿辆机动车将瘫痪在马路上,因为所有的汽车都是铅酸蓄电池帮助启动;没有铅酸蓄电池,中国的大多数工厂将停工,因为铅酸蓄电池在工厂里无处不在。尤其铅酸蓄电池具有回收成本低、再生循环利用率高(其铅的回收率可高达98%)的独特优势,这是大多数
4、电池产品所不具备的,因此铅酸蓄电池在电池产品中,是极符合全球绿色循环经济及可持续发展战略的产业,其与废旧铅酸电池回收再生相结合,就是典型的循环经济发展模式。至于铅酸电池的污染问题,其实只是管理问题,比如美国,铅酸蓄电池的用铅量约占全国用铅总量的95%以上,由于法规健全和有效的管理以及成熟的再生利用技术,铅酸蓄电池生产造成的铅排放仅占总排放量的1.5%,大量的铅排放主要来自汽车尾气等领域。从2008年起,美国政府就已将铅蓄电池生产从主要铅污染源中排除。可见,铅酸蓄电池的生产既不是铅污染的主要来源,也完全是可控的。铅酸蓄电池的市场情况也反应了它的地位,据国家统计局数据,2010年铅酸蓄电池总产量达
5、到1.2亿千伏安时,销售额700亿元左右。近年来我国铅酸蓄电池出口量也快速增长,仅2010年铅酸蓄电池出口额20亿美元,比2009年增长40。总之,铅酸电池已经渗透到经济社会发展中的多个领域,与国计民生紧密相连,其在电池领域的“主力军”地位在近20年甚至50年内还无法撼动。(2)卷绕式是新型密封铅酸电池 随着社会科学技术的发展,铅酸蓄电池技术也不断进步,从开口式到阀控密封免维护式,从铅锑合金到铅钙合金,从流动电解液到胶体电解液,从单极性到双极性等等,不断把铅酸蓄电池推向更加成熟和实用。卷绕式铅酸蓄电池便是最新出现的新型铅酸蓄电池,它摒弃了传统的极板平叠式结构,采用了极板卷绕成圆柱形的新结构,显
6、著地提高了铅酸电池的起动能力、使用寿命和比能量等诸多性能,是铅酸蓄电池的发展方向。卷绕式密封铅酸蓄电池的主要优点如下: a良好的高低温性能,可在-55+65下工作。由于卷绕式密封铅酸蓄电池采用了螺旋卷绕技术,其极板与极板之间的间隙极小,酸液能被玻璃纤维隔板所吸附,整个结构极其紧密。因此,在高温下,其基本不存在冒气冒泡现象;而在低温下,更没有液态酸可冰冻,也不存在电流输出减少的问题。根据测试,卷绕式铅酸蓄电池可在-5565范围内安全快速起动和牵引工作,而普通蓄电池的适用温度范围一般只在-1045。b充电迅速。由于卷绕式铅酸蓄电池的内阻很低,可将充电电流基本上全部接受,且其本身容量较大,故充电时没
7、有电流限制,其一般快速充电时间在在40分钟内可充入95以上的电量,大1小时左右就能满载,而普通蓄电池的内阻较高,故其部分充电电流将转化为热能散出,且其充电时间一般至少要6小时以上。c长寿命。由于卷绕式铅酸蓄电池的活性铅面积非常大,故其放电后的恢复能力也极强,卷绕式铅酸蓄电池的起动次数高达15000次以上,相比于普通蓄电池一般2000-4000次左右的动力与起动次数来说,卷绕式铅酸蓄电池更具强劲的优势。d自放电小。由于卷绕式铅酸蓄电池的内阻极小,故其本身在闲置不用时的自放电极小,可放置两年而不用充电,故从充电方面真正实现了免维护,而普通蓄电池至多放置36个月就必须充电。e优异的高倍率放电能力(最
8、大放电倍率18C10),起动功率非常大。 同样规格的蓄电池作比较,卷绕式铅酸蓄电池的输出功率要比普通蓄电池高出2倍。 f能抗剧烈振动和晃动。 由于卷绕式铅酸蓄电池的螺旋卷绕技术和紧密装配及圆柱形状,故其抗震耐晃的能力十分卓越,经测试,其能抗4G(33hZ)的震 动 12 小时以及 6G 的震动 4 小时后一点也不受损。g良好的非满荷电状态工作能力。 由于使用环境条件的限制,在放电后蓄电池不可能每次都得到100的充电,时间一长,电池常常是工作在部分荷电池态下(PSOC),导致一部分活性物质因长期得不到充电而逐渐失去活性,使电池容量下降。而卷绕式密封铅酸蓄电池由于电池极板只有 0.61mm 厚,同
9、时采用了薄隔膜,电池的内阻仅为普通电池的三分之一,即使部分活性物质长期得不到充电,也不需要采用特殊的充电方式,其容量就可以正常恢复。 h更高的能量密度。卷绕式密封铅酸蓄电池由于采用了薄板栅,减少了板栅与铅膏的耗铅量,一样重量的电池可放出更多的电量,提高了其能量密度。(3)高峰公司近期产品创新目标卷绕式密封铅酸蓄电池高峰公司是国内最早研制生产阀控式密封铅酸蓄电池的厂家之一,专业专注,规模生产,一直处于行业先进水平之列,近年来更是产销节节攀升,发展前景良好。成绩的取得源于以创新为核心的企业文化,从研制出取代传统开口电池的阀控密封电池促使了公司的转型成功,到胶体电池的批量生产换来了公司的规模效应,再
10、到铁路电池的开发成功,一步一创新,一新一发展。最近,为适应市场对铅酸电池长寿命、高比能、动力型电池的需求,以及为高峰先驱电动车有限公司生产的各类电动车辆作配套动力,公司确立了开发卷绕式密封铅酸蓄电池的产品创新目标,计划用2年时间,将这种新型铅酸电池研发成功,投放市场,造福社会。1.2.2项目意义项目有助于推动铅酸电池产业的发展密封铅酸蓄电池不仅广泛应用于汽车起动、电动汽车、通讯、电力、储能等行业,而且还是航空航天、军事领域重要的配套器件,特别是大型动力密封电池的性能指标,直接关系到以上诸多领域的技术水平和安全性能。例如在国防方面,蓄电池的重量和性能直接关系到海军潜艇和两栖坦克的续航距离和作战能
11、力,此领域的研究水平直接关系到国家安全。也正因为如此,发达国家便都纷纷将先进铅酸蓄电池的研究列为优先发展的重大项目。 而卷绕式密封铅酸蓄电池显著地提高了平叠式铅酸电池的系列性能,是铅酸电池的一大进步,代表了铅酸电池的一个发展方向,本项目将加速这种电池的实用化之路,为我国铅酸电池产业的向前发展添砖加瓦、推波助澜。项目有利于节能降耗由于采用仅1mm左右厚的板栅和相应较少的铅铅膏,既直接减少了电池每安时容量的耗铅量,又因提高了电池电性能而相对节约了用铅量,因此卷绕式密封铅酸蓄电池的比能量较平叠式提高了20%以上,相同的用铅量却可以多做出20%以上的电池,如此节能降耗的卷绕电池在必须建设资源节约型社会
12、的当代,意义深远,功莫大焉。项目有利于增加税收与安排就业使用是研发的首要目的,项目研发成功后,将立即投入批量生产,并以其新型、先进、节约等诸多优势,外加上高峰公司的现成市场基础,迅速形成规模效应,成就一个新的产业化项目,为国家贡献新的税收,为更多的人提供就业岗位。项目有利于高峰公司的发展项目是高峰公司铅酸蓄电池产品的升级创新,将催生出公司新的主推产品,创造新的增长点。同时,研发的卷绕式密封铅酸蓄电池还将作为高峰先驱电动车有限公司所产电动车辆的配套动力,从而使之如虎添翼,动力十足,畅行市场。二 、行业研究现状与趋势卷绕式密封铅酸蓄电池起源于国外,并已实现了在汽车启动、电动汽车(含混合电动汽车)、
13、工程机械、港口和机场车辆及设备等方面的应用。但国内还处于卷绕式密封铅酸蓄电池发展的初级阶段,还没有实现大规模批量生产,目前涉足的生产企业仅有中亿科技、江苏双登、陕西多伦、深圳宝力晟等几家。 中亿科技从2008 年开始研发卷绕式密封铅酸蓄电池,目前已在小批量生产2V50AH、6V50AH、12V50AH 三种型号的卷绕式密封铅酸蓄电池。江苏双登公司则有6V2.5Ah 和2V8Ah卷绕式密封铅酸蓄电池的小批量生产。陕西多伦宣称研制成功了大型卷绕式密封铅酸蓄电池,并称欲利用该项技术投资 30 亿元启动动力汽车项目。成立于 2004年的宝力晟,目前也可生产出2.5AH-50AH 系列的卷绕式密封铅酸电
14、池。 总体来说,卷绕式密封铅酸蓄电池存在一定的技术与工艺壁垒,涉足的企业还不多,目前还处于发展的初级阶段,但其正以技术日趋成熟、市场逐步接受、应用领域不断拓宽的势头向前发展。 三、项目实施主要内容、技术关键与预期目标3.1项目实施的主要内容极板工序:采用连铸连轧生产线:该技术通过铅连续轧带、冲扩、连续涂板来完成电池极板的制作,可取代现有的浇铸板栅。采用本技术生产的板栅以重量轻、可连续生产而闻名于世,板栅合金重量较现有浇铸板栅轻 30以上;生产效率高;比现有技术更为节能环保,车间环境非常整洁;极板的制造精度大大提高,涂膏偏差由现在的 3提高至 1左右;板栅通过轧制提高了耐腐性能,从而延长电池寿命
15、。 铅膏涂板工序:采用先进的双面涂板工艺,在涂板过程中,极板通过两条涂板带结合处时,漏过板栅的活性物质能在涂板带上部压力作用下涂满板栅的下表面,从而完成双面涂板。该技术有助于延长电池的使用寿命,有效降低电池内阻,改善电池的大电流放电性能,并提高电池均一性。电池卷绕:采用自动卷绕机,按照正极片-隔膜-负极片-隔膜相互间隔的方式,卷绕为圆形电芯,装入特制装置中进行极板固化;固化工序:采用低温高湿方式固化极板,通过这种方式有助于提高极板的强度,改善导电网络,使电池寿命有大幅度提升,并能大量降低能源消耗。 铸焊工序:采用国际先进的铸焊技术,能有效降低污染,改善作业环境。铸焊引入有效解决了生产过程的产品
16、均一性问题,并使电池大电流放电性能及可靠性更高3.2预期目标预期开发出的卷绕式阀控密封铅酸蓄电池将达到如下性能指标:电池在-5575下正常工作;自放电率,室温下年自放电15%;40分钟内充入90%的电量,1小时内充入100%的电量;电池比能量达3840wh/kg,;比功率达650 w/kg;电池最大电流达18C10A;电池寿命达10年以上。四、产业化前景与市场需求铅酸蓄电池是二次电池的主流产品,占据着二次电池80%的份额,其年销售额近千亿元的地位在今后几十年仍无法被撼动,作为新型结构的卷绕式密封铅酸蓄电池,将在这个千亿蛋糕中取得越来越多的份额。4.1卷绕式密封铅酸蓄电池的应用领域卷绕式密封铅酸
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