金瑞科技：对外投资公告
证券代码:600390 证券简称:金瑞科技 公告编号:临 2012-032
金瑞新材料科技股份有限公司对外投资公告海宁ISO9001认证
本公司及董事会全体成员保证公告内容不存在任何虚假记载、误导性陈述或者大遗漏,并对其内容的真实、准确和完整承担个别及连带责任。
重要内容提示:
1、投资标的名称:金瑞新材料科技股份有限公司(以下简称“公司”)与控股股东长沙矿冶研究院有限责任公司(以下简称“长沙矿冶院”)合资设立金心能源材料有限公司(暂定名,公司名称以工商登记机关核准为准,以下简称“金心材料”),并以新设立的金心材料为实施主体在湖南望城经济开发区铜官循环工业基地实施 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目;
2、关联人回避事项:由于长沙矿冶研究院是公司控股股东,公司董事会在审议关于投资建设 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目的事项时,关联董事朱希英、王晓梅、覃事彪回避了对此项议案表决;
3、投资金额: 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目总投资金额为35134.72 万元人民币,其中,一期投资额为 26034.82 万元,二期投资额为 9099.90万元,项目资金来源由项目实施公司金心材料采取多种方式自筹;
4、预计投资收益率:10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目建成后,预期总投资收益率 18.39%,投资利税率 22.29 %,税前财务内部收益率 22.75 %,税后财务内部收益率 19.52 %,税前投资回收期(含建设期) 6.78 年,税后投资回收期(含建设期) 7.4 年。
一、对外投资概述
(一)对外投资的基本情况
为保障 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目的顺利实施和公司控股子公司金天能源材料有限公司搬迁工作的按期完成,公司将与控股股东长沙矿冶院合资设立金心材料,并以金心材料为实施主体在湖南望城经济开发区铜官循环工业基地新建 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目。金心材料注册资本为5000 万元,其中:公司出资额为 2566 万元,占其出资总额的 51.32%; 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目总投资金额为 35134.72 万元人民币,其中,一期工程投资额为 26034.82 万元,二期投资额为 9099.90 万元。
(二)董事会审议情况
2012 年 11 月 30 日公司第五届董事会第十二次会议在公司学术交流中心六楼七会议室召开,全体董事出席会议,监事及高管列席会议,公司董事会在审议《关于新建 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目的议案》时,关联董事朱希英、王晓梅、覃事彪回避了表决,此项议案的表决结果为:六票同意,零票反对,零票弃权,赞成票占董事会有效表决权的 100%,该项议案经全体非关联董事一致表决通过。
由于该项目是公司与控股股东长沙矿冶院共同投资建设,关联交易金额按投资比例超过了 3000 万元,上述关联交易还需提交公司临时股东股东大会审议。
二、其他投资主体基本情况
长沙矿冶研究院有限责任公司
成立时间: 1955 年 6 月 30 日
注册地点: 湖南省长沙市麓山南路 966 号
注册资本: 1,414,989,800 元
法定代表人: 朱希英
公司类型: 一人有限责任公司(法人独资)
经营范围是:许可经营项目:(无)。一般经营项目:新材料、新工艺、新技术及制品、仪器仪表、电子产品、非标准设备的技术开发、技术转让、咨询、生产、销售;矿产资源及二次资源的研究、技术开发;成套技术设备、工程设计、工程承包;设备制造;分析检测技术及设备开发、销售;信息咨询;环保技术开发、转让、咨询、服务;环保工程承包及设备销售;纺织品、化工材料(不含危险化学品)、建筑材料、精细化工产品、饲料添加剂的销售;化肥生产;实业投资;设备自有房屋租赁;房屋装修;物业管理;地基基础工程检测;矿冶物料及化工产品分析检测;工程设计、工程监理、工程承包、工程咨询及服务;环境影响评价、安全评价、节能评价。
长沙矿冶院为公司控股股东,公司与其共同投资 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目构成关联交易。
三、投资标的的基本情况
(一)关于设立金心材料的事项
1、投资设立公司名称:金心能源材料有限公司(暂定名,最终名称以工商行政管理部门核准登记为准)。
2、投资设立公司注册地址:湖南望城经济开发区铜官循环工业基地
3、投资设立公司注册资本:人民币 5000 万元
4、投资双方:公司出资 2566 万元人民币,占比 51.32%,长沙矿冶院出资2434 万元,占比 48.68%。
5、出资方式:双方均以自有资金货币出资。
6、经营范围:(以登记注册机关核准登记为准):新型能源材料、金属材料、化工材料(不含化学危险品及监控化学品)的研制、开发、生产和销售;本公司原材料及产品的进出口业务(不含行政许可经营项目)。
7、企业类型:有限责任公司
(二)关于新建 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目的事项
1、项目名称:新建 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目;
2、项目选址:长沙望城经济开发区铜官循环经济工业基地,占地约为 106 亩;
3、项目投资总额:本项目总投资金额为 35134.72 万元人民币,其中,一期投资额为 26034.82 万元,二期投资额为 9099.90 万元;
4、生产规模和产品方案
年产电池正极材料 10000 吨;
1)镍氢电池正极材料(覆钴球形氢氧化镍):3000t/a;
2)锂电池正极多元前驱体材料:7000t/a。(一期 3000 t/a,二期搬迁 4000t/a)。其中:
二元前驱体材料:4000t/a(一期 2000t/a,二期搬迁 2000t/a)。
三元前驱体材料:3000t/a(一期 1000t/a,二期搬迁 2000t/a)。
5、项目建设期:此项目最终分两期建成,项目一期建设期 2 年,建设 3000吨/年覆钴球形氢氧化镍生产线和 3000 吨/年多元前驱体产品生产线;项目二期将金天能源材料有限公司现有产能转化为 4000 吨/年多元前驱体生产线搬迁入园,视一期投产后运行情况确定具体建设进度计划。
6、项目预计投资收益情况:项目建成后,将年产电池正极材料 10000 吨。项目达产年销售收入为 113247.86 万元(不含税),项目年均税后利润 7572.34万元,项目总投资收益率 18.39%,投资利税率 22.29 %,税前财务内部收益率22.75 %,税后财务内部收益率 19.52 %,税前投资回收期(含建设期) 6.78 年,税后投资回收期(含建设期) 7.4 年。
7、项目可行性分析:本项目对国内外镍氢电池正极材料和锂电多元前驱体材料产品供求现状及消费趋势进行了充分分析,考虑了产品的市场发展潜力,当地资源情况,工业基地水、电等外部公用工程配套条件以及企业发展总体规划等综合因素,最终确定了年产 10000 吨电池正极材料产品方案,产品方向对头,方案符合国家产业政策和市场需求情况,经济合理,切实可行。
#p#分页标题#e#四、本次投资对上市公司未来的影响
1、电池材料是国家产业政策明确鼓励发展的新能源材料之一,公司作为目前国内镍氢电池正极材料的龙头企业之一,通过本项目的实施,将在“十二五”末锂电正极材料产能达到 10,000 吨/年的规模,并成为国内镍氢、锂电池正极材料产品最齐全的公司。未来,公司镍氢电池正极材料将力争进入国内前二位,锂电池正极材料进入国内前五位。
2、本次投资加大了公司对电源材料产业的投资,符合公司“适度发展电源材料”的发展战略,电源材料将成为公司除锰系产品以外的公司另一主业,有利于公司电源材料产业的长远发展,项目技术成熟可靠,产业发展前景广阔, 经济效益良好,对公司业绩将提供稳定的的保障。
五、独立董事意见:
1、本次涉及关联交易的投资行为是基于公司发展战略及业务扩展的需要,有利于公司的长期发展。董事会在审议此次关联交易时,关联董事均回避了表决,关联交易的表决程序符合《公司法》等法律、法规及《公司章程》的规定;
2、本次关联交易遵守公平、公正、公开、自愿的原则,符合公司和全体股东的利益,未发现损害中小股东股东利益的行为;
3、本项目对国内外镍氢电池正极材料和锂电多元前驱体材料产品供求现状及消费趋势进行了充分分析,考虑了产品的市场发展潜力,方案符合国家产业政策和市场需求情况,经济合理,切实可行。有利于公司电源材料产业的长远发展,拓展产业链条,培育新的利润增长点,提高公司的盈利能力,符合公司战略发展需要。
特此公告。
六、备查文件目录
1、金瑞新材料科技股份有限公司第五届董事会第十二次会议决议;
2、《金瑞新材料科技股份有限公司 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告》。
金瑞新材料科技股份有限公司董事会
二○一二年十二月三日
金瑞新材料科技股份有限公司10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目
可行性研究报告
湖南化工医药设计院
二 0 一二年七月
金瑞新材料科技股份有限公司10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目
可行性研究报告
设计证书等级 化工石化医药甲级 证书编号 A143001114
咨询证书等级 甲 级 证书编号 工咨甲 12220070017
工 程 编 号 H770
院 长:谢路国
总 工 程 师 :粟好进
项目负责人:宾千帆
湖南化工医药设计院
二 0 一二年七月
金瑞新材料科技股份有限公司10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目
可行性研究报告
主要编制人员
编制:宾千帆 方锦梅 蔡 锐 邓 兰
万德强 刘赤辉 唐 剑 周国晔
校核:陈 敏 邓 卓 邓 兰 刘 珍
刘韶峰 王 勇 黄皓宇 何英姿
审核:宾千帆 肖 浚 胡海龙 徐彤文
缪晓晖 向 阳 刘东浩 彭小洁审定: 杨天石批准:
目 录1 总 论................................................. 11.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 ...................... 11.2 可行性研究报告编制的依据和原则 .............................. 11.3 企业概况 .................................................... 31.4 项目提出的背景 .............................................. 41.5 项目建设的必要性 ............................................ 61.6 项目实施的有利条件 ......................................... 121.7 研究范围及主要过程 ......................................... 151.8 研究结论 ................................................... 152 市场预测分析......................................... 192.1 概述 ....................................................... 192.2 镍氢电池材料市场预测 ....................................... 192.3 锂电多元前驱体材料市场预测 ................................. 232.4 产品市场价格预测 ........................................... 293 生产规模及产品方案................................... 323.1 生产规模及产品方案 ......................................... 323.2 产品技术规格 ............................................... 323.3 生产规模的确定 ............................................. 344 工艺技术方案......................................... 354.1 工艺技术方案选择 ........................................... 354.2 工艺流程及说明 ............................................. 354.3 主要原辅材料及消耗定额 ..................................... 384.4 主要工艺设备选择 ........................................... 404.5 自动控制 ................................................... 445 原材料、辅助材料的供应 ............................... 485.1 原材料、辅助材料需求情况 ................................... 485.2 主要原辅材料的规格、数量、来源及运输方法 ................... 485.3 原辅材料供应方案 ........................................... 486 建厂条件及厂址方案................................... 506.1 建厂条件 ................................................... 506.2 厂址选择 ................................................... 537 总图运输、储运、土建、界区内外管网 ................... 547.1 总图运输 ................................................... 547.2 储运 ....................................................... 567.3 土建 ....................................................... 587.4 界区内外管网 ............................................... 648 公用工程方案和辅助生产设施 ........................... 658.1 给水排水 ................................................... 658.2 供电及电讯 ................................................. 758.3 供热 ....................................................... 818.4 空压 ....................................................... 818.5 采暖、通风及除尘 ........................................... 828.6 维修 ....................................................... 858.7 分析化验 ................................................... 859 服务性工程与生活福利设施 ............................. 87以及厂外工程........................................... 879.1 服务性工程 ................................................. 879.2 生活福利设施 ............................................... 879.3 厂外工程 ................................................... 8810 节能节水 ............................................ 8910.1 编制依据 .................................................. 8910.2 节能措施 .................................................. 8910.3 能耗指标及分析 ............................................ 9011 消防................................................ 9111.1 编制依据 .................................................. 9111.2 依托条件 .................................................. 9111.3 工程概述 .................................................. 9211.4 防火措施及消防设施配置 .................................... 9211.5 消防设施费用及比例 ........................................ 9512 环境保护............................................ 9612.1 环境质量现状 .............................................. 9612.2 执行的环境质量标准和排放标准 .............................. 9612.3 污染物情况 ................................................ 9712.4 治理措施 .................................................. 9812.5 环境监测和环境管理 ....................................... 10612.6 环境风险防范措施 ......................................... 10612.7 预计达到的效果 ........................................... 10612.8 环保设施费用及比例 ....................................... 10613 劳动安全卫生....................................... 10713.1 劳动安全卫生的设计原则和要求 ............................. 10713.2 设计依据 ................................................. 10713.3 建设项目生产过程中职业危害因素的分析 ..................... 10813.4 主要有害物质的危害 ....................................... 11513.5 职业安全卫生防护的措施 ................................... 11913.6 安全卫生技术措施效果 ..................................... 12813.7 安全卫生机构设置及人员配备 ............................... 12913.8 安全条件影响分析 ......................................... 12913.9 安全卫生投资估算 ......................................... 13014 组织机构与人力资源配置 ............................. 13114.1 工厂组织 ................................................. 13114.2 生产班制和劳动定员 ....................................... 13214.3 人员来源及培训 ........................................... 13215 项目实施规划....................................... 13415.1 建设周期的规划 ........................................... 13415.2 项目实施进度规划 ......................................... 13416 投资估算与资金筹措................................. 13616.1 投资估算 ................................................. 13616.2 资金筹措 ................................................. 13817 财务评价........................................... 14017.1 财务评价原则 ............................................. 14017.2 一期工程新建 6000 T/A的技术经济评价....................... 14017.3 二期搬迁后整个工程的技术经济评价 ........................ 14418 社会评价和风险分析................................. 15018.1 社会评价 ................................................. 15018.2 风险分析 ................................................. 15019 结论............................................... 15419.1 综合评价 ................................................. 15419.2 建设条件评价 ............................................. 15419.3 原材料来源及产品销路评价 ................................. 15419.4 经济效益和社会效益综合评价 ............................... 15519.5 研究报告的结论 ........................................... 15619.6 存在的问题和建议 ......................................... 156附图:
#p#分页标题#e#1)区域位置图
2)总平面布置图(H770-Z-01)
3)35/10kV 配电系统图(H770-D-01)金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
1 总 论1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人1.1.1 项目名称
金瑞新材科技股份有限公司 10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目。1.1.2 主办单位名称
金瑞新材料科技股份有限公司1.1.3 企业性质及法人
企业性质:上市股份有限公司
法人代表:朱希英1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1.2.1 编制依据
1)金瑞新材料科技股份有限公司控股子公司金天能源材料有限公司提供的有关设计基础资料;
2)中国石油和化学工业协会《化工投资项目可行性研究报告编制办法》[中石化协产发(2006)76 号];
3)金瑞新材料科技股份有限公司控股子公司金天能源材料有限公司与湖南化工医药设计院关于编制本可行性研究报告的咨询合同(2011-K14);
4) 金瑞新材料科技股份有限公司提供的本项目“项目建议书”;
5)国家有关法律法规、标准、规范
《建筑设计防火规范》GB50016-2006;
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992;
《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005;
《工业企业总平面设计规范》GB50187-1993;
湖南化工医药设计院 1金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87(2001 年版);
《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010;
#p#分页标题#e#《建设项目环境保护管理条例》1998 国务院笫 253 号;
《污水综合排放标准》GB8978-1996 一级;
《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996 二级;
《供配电系统设计规范》GB50052-95;
《低压配电设计规范》GB50054-95;
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000 年版);
《建筑照明设计标准》GB50034-2004;
《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675-1990 等;1.2.2 编制原则
1)全面、客观地进行项目研究。本报告在编制过程中严格按照国家产业政策的要求,严格执行国家、地方和部门的各种标准和规范,对项目的工程建设条件、生产技术路线、技术经济指标以及对环境的影响等多方面进行分析对比,力求全面地、客观地反映项目的实际情况。
2)采用先进适用的技术。在立足国产化的同时,既注重技术的先进性,也充分注意技术的适用性。即在本工程的可行性研究过程中,根据我国目前的技术开发能力、装置配套能力和管理水平等实际情况,选取适用的先进技术。这些先进适用的技术不仅体现在工艺流程、技术装备和控制水平上,而且同样体现在节能、节水、减排、环境保护和安全卫生等方面。
3)以经济效益为中心。经济效益是企业生存的命脉,因此,在本报告编制过程中特别注意装置的合理布局,减少占地,选用国际领先、适用可靠的技术,优化工艺指标,合理定员,减少运转费用,降低消耗,降低成本,减少非生产性投资,控制项目总投资,提高产品在市场中的竞争能力,从而提高企业的整体经济效益。
湖南化工医药设计院 2金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
4)遵循可持续发展的战略观念,严格执行环境保护、安全和工业卫生法规,加强综合利用,减少三废排放,完善“三废”处理设施,控制对环境的污染,做到环保、劳动安全卫生措施与项目建设“三同时”。1.3 企业概况
金瑞新材料科技股份有限公司(以下简称“金瑞科技”)是以长沙矿冶研究院有限责任公司(以下简称“长沙院”)为主发起人,联合湖南华菱钢铁集团有限责任公司等四家发起人共同发起设立的、以电子基础材料和电源材料为主导的高科技上市公司。公司注册资本16005 万元,拥有自营进出口权。
金瑞科技通过了国家科技部和中国科学院主持的高新技术企业认定,是湖南省重点高新技术企业和国家级火炬计划重点高新技术企业,并连续多年被长沙市高新技术产业开发区评为十强企业。公司依托长沙院雄厚的技术力量,充分发挥自身在新材料领域拥有的科研成果和技术开发实力,并利用已开辟的证券市场直接融资的渠道,现已发展成拥有五家直属企业和八家控股子公司且总资产规模过 15 亿元的高科技企业。
金瑞科技近年来资产总额、主营收入连年攀升,已经成为我国电子基础材料、电源材料研究开发和生产的重要基地。公司建立了完整的质量管理运行体系,并通过了 ISO9001 认证。公司主导产品有四氧化三锰、电解金属锰等电子基础材料系列产品和以氢氧化镍为代表的电源材料系列产品,产品技术水平先进,品质优良,畅销国际国内市场,产销量均居全国前列。
金瑞科技控股子公司金天能源材料有限公司(以下简称“金天材料”)的镍氢电池用氢氧化镍生产规模居全国第二,目前产能已达到3kt/a,成为全球前 6 大镍氢电池原料供应商。2005 年又率先成功开发覆钴氧化型氢氧化镍产品,该产品占据国内同类产品 60%的市场份
湖南化工医药设计院 3金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告额,并成功打入日本、韩国等国际高端市场。2010 年公司开始利用自身拥有的先进的湿法合成技术开发出三元前驱体产品,产品技术指标和性能得到国内外锂电多元材料生产厂家的认可。2011 年,通过对现有生产设施的改造和兴建新的生产线使得目前多元材料的产能达到 1000t/a,其中,三元前驱体产品已经批量销售到湖南长远锂科有限公司、盐光科技有限公司等国内公司,二元前驱体产品已经通过日本松下公司的技术验证,批量销往日本松下公司。1.4 项目提出的背景
随着世界经济快速发展,能源短缺已经成为制约经济发展的瓶颈,而能源替代战略的出台促进了新能源汽车大规模商业化,带动着相关上下游产业迅速发展。
2010 年 10 月,国务院出台了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,其中对作为七个专题之一的新能源汽车产业作了阐述:“着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术,推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时,开展燃料电池汽车相关前沿技术研发,大力推进高能效、低排放节能汽车发展。”2011 年,新能源汽车产业的利好政策不断:科技部、工信部和国资委相继出台政策,支持新能源汽车产业的发展。分别为《国家“十二五”电动汽车科技产业化重大专项项目》、《节能与新能源汽车产业发展规划》和《央企纯电动车投资规划》。从政策细则看出,三部委已经将关注及投入重点统一到着重发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车的产业化方向上,同时也将加大对混合动力汽车的市场推广力度。并且,未来十年将对该行业注入上千亿元资金,足见政府对新能源汽车的重视程度。另一方面,各地关于新能源汽车的优惠补贴政策也陆续出台,这都为新能源汽车的发展提供了绝好的契机。
新能源汽车的主力是电动汽车,其动力来源于动力型储能电池。
湖南化工医药设计院 4金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告《节能与新能源汽车产业发展规划(2011~2020 年)》和《电动汽车科技发展“十二五”专项规划(草案)》对我国新能源汽车的未来发展作了详细的规划,认为发展新能源电动汽车的瓶颈是动力电池,突破动力电池瓶颈将成为未来十年相关行业的研发重点。
电池正极材料性能对动力电池的整体性能起决定作用,制约动力电池性能和成本的关键在于电池材料。动力电池正极材料成为相关产业中发展最为迅速的产业。金瑞科技控股股东长沙院从上世纪九十年代初开始了电池材料的研究和产业化相关工作,取得了多项技术成果,建设了多条生产线。目前,金瑞科技旗下控股子公司金天材料已经在国内外电池材料市场上占据重要地位。顺应国家的政策导向和市场的迫切需要,长沙院启动了电动汽车用锂离子动力电池正极材料的研发与中试及产业化的工作,并开始实施电池材料评价技术与测试平台建设,以尽快将所拥有的自主知识产权转化为现实生产力,为中央企业电动车产业联盟(以下简称“央企电动车联盟”)提供整体性的动力电池用多元正极材料产业化示范工程解决方案,为中国电动汽车产业的发展做出相应的贡献。
#p#分页标题#e#2011 年,长沙院对电池材料的发展战略进行多次专项研讨,制定了《电池正极材料研发与产业化发展规划》(2011-2015),滚动修订了《院三年发展战略规划》(2012-2014);规划中明确提出了院电池材料研发和产业化的发展思路、战略定位和发展目标。
本项目是符合长沙院《电池正极材料研发与产业化发展规划》(2011-2015)的,是长沙院电池材料产业化发展目标的重要组成部分。项目的主要内容是利用长沙院雄厚的湿法冶金技术研究开发出符合镍氢动力电池用正极材料和锂离子电池用多元正极材料要求的前驱体材料,建立年产 10000 吨电池材料规模的示范生产线,为国内外镍氢电池厂家提供正极材料以及多元材料生产企业提供性能优异的
湖南化工医药设计院 5金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告前驱体材料,通过不断提升材料制备技术,改善材料性能,从而推动镍氢动力电池和锂离子动力电池的发展。
另外,随着国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》的批复,湘江流域成为此次大规模污染整治的重点之一。湖南省制定了将湘江打造为“东方莱茵河”的宏伟规划,并随即出台一系列湘江流域污染防治相关文件。2011 年 8 月 5 日,湖南省政府与湘潭市政府签署了《湘江流域重金属污染综合治理目标责任书》。该责任书要求对湘潭竹埠港区域的化工企业采取淘汰、退出的措施。金瑞科技旗下金天材料属于搬迁退出的企业之一,要求必须在 2013 年 12 月份之前搬离竹埠港,异地建设。只有尽早实施搬迁扩建,建设好新的生产线,生产出与现有生产线一致品质的产品,才能保证公司目前拥有的产品市场稳定、优质客户群体的稳定,不致于被市场所淘汰。1.5 项目建设的必要性
镍氢电池作为碱性二次充电电池,具有比容量高、质量轻、体积小、放电能力强、不污染环境等优势而广泛应用于电动车辆、电动玩具、便携式数码家用产品、移动通讯、笔记本,在二次电池的应用领域占有重要席位,镍氢动力电池是目前车用动力电池的重要研究方向之一,未来的应用前景非常广阔。氢氧化镍作为镍氢电池的正极材料,其市场需求量是巨大的,2011 年国内球形氢氧化镍产销量达到 14000吨,据行业人员预测未来几年国内球形氢氧化镍的产销量将保持稳定,随着全球经济的转好以及镍氢动力电池的推广应用将逐步提升。
1990 年日本以氢氧化镍作为正极材料首先实现了 MH/Ni 电池的产业化,1992 年,日本三洋公司每月可生产 200 万只镍氢电池,2005年,中国镍氢电池总产量达 9.6 亿只,当前,大规模生产的镍氢电池产品包括圆柱形从型,AAA 型,A 型和方形电池,其中以圆柱从型和AAA 型电池占镍氢电池市场份额最大。可知,随着社会的进步,电池
湖南化工医药设计院 6金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告行业的发展也越加迅速,氢氧化镍作为镍系电池的正极材料的需求量也会越来越大。
受世界石油资源日益枯竭的制约以及随着世界各国环境保护措施的越来越严格,替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,譬如氢能源汽车、燃料电池汽车、电动汽车等。新能源汽车被列入未来国家的七大战略新兴产业之一。《节能与新能源汽车产业发展规划(2011~2020)》中确定了新能源汽车发展的总体目标是:到 2020 年,新能源汽车累计产销量达到 500 万辆,形成 200 亿瓦时的动力电池生产能力,中/重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的 50%以上;我国节能与新能源汽车产业规模将位居世界前列。
新能源汽车是一个复杂的系统,动力电池是其成功的基础,而组成电池的正极、负极、电解液、隔膜是电池的关键。正极、负极由于是能量的载体,电化学反应的主体,所以电池多以正极来命名电池。在电池的制造过程中,电池正极、负极材料的质量在很大程度上决定着电池的品质。
动力电池的性能、成本是制约新能源电动汽车发展最主要的因素,其价格占了整车的近三分之一,其性能需满足高安全性、高比能量、高比功率、快速充电、深度放电及寿命长等要求。当前从技术发展、性能比较和产业推广的角度看,车用动力电池分为油电混合车用和纯电动车用两大部分。油电混合车用单位动力电池为镍氢动力电池和动力锂离子电池。镍氢动力电池是混合动力汽车所用电池体系中最早被实际验证并被商业化、规模化的电池体系。从产品的产业化成熟度、安全性考虑今后 5-10 年内,目前镍氢动力电池仍将占据相当的市场份额空间。如果中国镍氢动力电池混合动力电动小车、专用特种车的产量在未来 5-10 年能占据新能源汽车 20%,按 100 万辆估算(小车 70%;特种车 30%),将给镍氢动力电池用氢氧化镍正极材料带来 6
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告万吨/年的新增需求,是我国现有各种氢氧化镍产品生产能力的 3倍”。 从我国特有的电动自行车市场来看,中国是电动自行车生产销售大国,电动自行车 95%的市场在中国,由于环保经济方便,市场前景明朗。目前我国电动自行车市场镍氢电池所占比例为 10%左右,预计到 2015 年镍氢电池所占比例将上升到 15%左右,鉴于电动自行车的巨大数量,氢氧化镍需求增加也相当可观。因此,镍氢电池在未来的新能源利用中仍将占有非常重要的地位。
动力锂离子电池的核心是正极材料。目前,研究相对比较充分,并可近期规模化生产和应用的锂离子电池正极材料主要有锰酸锂、多元正极材料、磷酸铁锂三种。这三种材料各有优劣势,锰酸锂和磷酸铁锂具有资源丰富、成本比较低、环境友好等优势,但其比能量较低。锰酸锂需要解决其高温循环性能较差及与电解液相容欠佳等问题。磷酸铁锂则要解决其生产的一致性、稳定性及低温性能较差的问题。多元材料比能量高,循环性能好,可以减少电池的质量,但相对来说成本较高。
国内外企业对三种材料均进行了大量的研究。
美国的锂离子电池基础研究本来就处于世界领先,奥巴马政府的19 亿美元支持计划,也可能促进美国在锂离子动力电池产业化方面形成竞争优势。欧盟在基础研究方面早已处于第一阵营,近年来也纷纷投入巨资加大了研究和开发力度。德国组建了锂离子电池产业联盟,投资 1.7 亿欧元以支持动力锂离子电池的开发,计划使未来电池的能量密度提高至目前动力电池的 2~3 倍。
韩国利用在半导体产业的经验,采用“引进消化再创新”的战略,先购买日本的先进设备,消化吸收后,再造出品质更好的设备,不仅在小型电池领域取得了成功,而且在动力电池方面也取得了成功。通用汽车的 Volt 电动车选择了韩国 LG 公司的锰系动力电池,美国 LFP
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告电池的龙头老大 A123 公司意外落选,近期又传出美国第二大汽车公司福特汽车也在考虑选择 LG 的锰系电池。LG 公司的电池品质好、成本低、交货快,它的生产率效率是日本 AESC 公司的两倍以上。2010年 9 月,在韩国首尔的一次锂电池国际研讨会上,一位德国学者给中、日、韩锂离子动力电池评价时打分分别为:韩国 3 颗星、日本 2 颗星、中国 1 颗星。这尽管是一家之言,但足以提醒我们,引起我们的高度警觉。
日本面对欧美对离子动力电池的高强度投入和韩国的追赶,加大了对电池材料的研究开发,以制造全新的蓄电池,提出了日本电池材料的黑匣子策略,加强了基于新材料和新构想的创新性蓄电池技术的基础研究,加快了基于“第 1.5 代”和“第 2 代”新材料及新材料充电电池的研究;提出了电池能量密度的发展目标是:2015 年将达到500kwh/kg,2030 年达到 700 kwh/kg。与此同时,逐步降低成本,到2020 年降到现有成本的 1/10。
在基础研究方面,基于新的结构、新的电解质体系、新的电极体系的新型电池如全固体电池和锂空气电池在持续不断进行研究。在正极材料方面,基于高比容量材料的层状 Li-Mn-Ni-Co-O 体系,基于高电压材料以大幅度的提高材料的能量密度的尖晶石 Li-Mn-Ni-O 体系(比如 Li2MnO3-LiMO2、LiMnPO4、Li3V(PO4)3、自由基化合物、晶体内部生成“纳米包裹体”的 LiMn2O4 等)等都被高度关注。考虑到作为动力电池的种种苛刻的运行条件及成熟度的要求,这些研究从原理确认到最终产业化估计还有很长的路要走。
表 1-1 为世界各国的动力电池的正极材料选择路线。从表中可以看出,尽管进行了大量的新体系、新材料的研究,各大汽车公司对动力电池正极材料的选择还是相当保守的,日本、韩国基本上采相对成熟的锰酸锂、镍锰钴酸锂系材料。而国内的汽车公司动力电池正极材
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告料选择实际上是锰酸锂、镍锰钴酸锂、磷酸铁锂三种,并没有形成以一种正极材料体系占主导的格局。所以为了应对将来的我国可能出现的动力电池多种正极材料同时使用格局,将几种正极材料的生产进行工艺技术的优化、整合,以形成多种正极材料产业化示范生产的能力,为行业提供成熟的产业化工程技术。
表 1-1 世界各国动力电池的正极材料选择路线
电池厂商 股东厂商 正极材料 客户与合作者
三洋电机 三洋 锰酸锂/镍锰钴酸锂三元 大众、福特、本田
PEVE 丰田、松下 镍锰钴酸锂三元 丰田、三菱
AESC 日产、NEC 锰酸锂 日产、雷诺
GS 汤浅 汤浅 镍锰钴酸锂三元 丰田、三菱
东芝 东芝 锰酸锂 大众
HVE 日立、神户电机 锰酸锂、镍锰钴酸锂三元 通用
Compactpower LG、化学 锰酸锂 通用、现代
SB Limotive 三星、博世 锰酸锂 宝马、戴姆勤
磷酸铁锂(实际情况有些
A123 Systems GE MIT 等 戴姆勤、通用
变化)
从材料特性和全球的研发进程来看,三种材料都能够应用于电动汽车,我国电动车发展中面临的共性问题是技术成果的转化水平较低,产业化技术不成熟,造成批量生产材料的一致性和稳定性不能满足车用动力电池的要求,难以支撑电动汽车产业的发展需求。同时,电动汽车用正极材料的国家标准和行业标准尚未建立,材料评价各自为政,迫使所有企业都形成了闭关自锁的独立体系,低水平重复开发,难以形成合力。
金瑞科技控股股东长沙院具备多年的电池材料研究和生产经验,镍氢电池正极材料与锂离子电池前驱体材料的生产和销售规模在国内名列前茅。目前,长沙院开始进军锂离子动力电池用正极材料的研究和生产领域,其子公司长远锂科生产的多元材料已经进入市场,并有一定的市场影响力。研究表明多元前驱体材料的性能对多元材料的
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告性能有着重大影响,因此制备出性能优异的前驱体材料是生产出性能优异多元材料的前提条件。该项目的意义之一在于利用长沙院雄厚的湿法冶金技术研究开发出符合锂离子电池用多元正极材料要求的前驱体材料,促进多元材料性能的改进与提高,从而推动锂离子动力电池的发展。
本项目建设的必要性主要体现在:
1)发展镍氢电池正极材料和锂离子电池多元前驱体材料是促进车用动力电池发展的需要
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。国家将电动汽车列入“863”重大专项,其中锂离子电池以其高能密度列入重点攻关的化学电源之一。但目前制约纯电动交通工具产业化的瓶颈是:①电池价格高使纯电动车价格昂贵;②无法解决高能动力电池因所用电极材料导致的安全问题。因此,电动汽车产业化的关键是能否解决价廉、安全、性能优异、环境友好的二次化学电源技术。至今,主要用于锂离子电池的正极材料是层状 LiCoO2,其已广泛应用在小型电池,但它不适用于高能动力电池。我国长期以来就缺乏钴资源,钴矿主要共(伴)生在铜、镍、铁矿中。由于连年开采,我国钴储量逐年减少。寻求成本低、储量丰富的原材料替代钴已是刻不容缓。另外从安全性角度看,大功率锂离子动力电池的正极材料如果还用做小型电池的锂钴氧化物,有可能引起燃烧甚至爆炸。要解决安全问题,一定要换成安全性好的材料才不会有安全隐患。
2)提高我国新能源汽车的技术水平及促进其产业化
电动汽车用动力电池的性能是目前影响和制约电动汽车(含混合电动车)发展的关键因素之一,因此,高品质的动力电池正极材料性
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告能的持续改进、提高以及规模化生产,将可以大大促进我国电动汽车(含混合电动车)性能的提高及其产业化发展,并将创造出良好的经济效益和社会效益。
本项目的实施成功将大大提高车用动力电池的性能,从而可以提高我国新能源汽车的技术水平,促进该行业的健康发展。
3)响应国家环保政策要求,实现现有生产基地的顺利搬迁
#p#分页标题#e#金瑞科技控股子公司金天材料位于湘潭市竹埠港,主要从事镍氢电池正极材料球形氢氧化镍和锂离子电池正极材料用多元前驱体的研发、生产和销售,拥有 3000 吨/年产能的镍氢电池正极材料球形氢氧化镍产品生产线和 1000 吨/年产能的锂离子电池正极材料用多元前驱体生产线。产品销往松下、汤浅、豪鹏科技等国内外知名电池厂商
随着国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》的批复,湘江流域成为此次大规模污染整治的重点之一。湖南省制定了将湘江打造为“东方莱茵河”的宏伟规划,并随即出台一系列湘江流域污染防治相关文件。2011 年 8 月 5 日,湖南省政府与湘潭市政府签署了《湘江流域重金属污染综合治理目标责任书》。该责任书要求对湘潭竹埠港区域的化工企业采取淘汰、退出的措施。金天材料属于搬迁退出的企业之一,要求必须在 2013 年 12 月份之前搬离竹埠港。
因此,响应政府环保政策要求,尽早实施搬迁扩建,一方面有利于竹埠港地区污染防治工作的推动;另一方面有利于维持公司目前拥有的产品市场稳定、优质客户群体的稳定,不致于被市场所淘汰。1.6 项目实施的有利条件1.6.1 品牌及市场优势
金瑞科技控股股东长沙院在从事电池正极材料产品生产经营的20 多年时间里,由于技术领先、产品质量好、售后服务体系完善,
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告在国内同类产品市场享有较好的信誉,与用户形成了密切的长期合作关系,在国内乃至国际一流电池企业都有业务往来,形成了稳定的销售网络。在现有产品销售的同时,结合用户积极给予的信息反馈,及时扩大正极材料产品产量,并推出更具竞争力的新品种。
金瑞科技控股子公司金天材料拥有与国际知名公司成功合作的经验,已成为国际一流电池企业无锡松下电池有限公司、天津汤浅电池有限公司、香港 GP 电池有限公司、深圳比亚迪股份有限公司、深圳豪鹏有限公司(美国纳斯达克上市)电池正极材料的主要供应商,同时,正在取得德国 VARTA 公司、法国 SAFT 公司、日本三洋电池公司的产品认证。此外,集团公司加入央企电动车联盟为长沙院在电池材料业务板块的发展提供了很好的机遇,有利于在行业内进一步加强与国内外动力电池企业的合作,促进国外市场的开拓。1.6.2 技术及人才优势
金瑞科技通过了国家科技部和中国科学院主持的高新技术企业认定,是湖南省重点高新技术企业和国家级火炬计划重点高新技术企业。公司控股股东长沙院已经拥有 11 项与电池材料相关的国家专利。长沙院自九十年代初期开始进行储能电池材料研究开发工作,20 多年来一直专注于镍氢电池和锂电池正极材料的技术研发和产业化开发工作,是目前我国唯一一家同时从事镍氢电池正极材料和锂离子电池正极材料研发和生产的企业,在正极材料的新产品开发、资源储备、制备技术、工程技术开发等方面在国内已形成了领先优势。我国的覆钴氧化型氢氧化镍新型正极材料就是由金天材料于 2006 年 1 月率先在国内自主研发成功,该产品主要用于制作高品质镍氢二次电池以及镍氢动力电池,产品性能处于国际先进水平,并已打入日本电池企业在国内的合资电池厂(天津汤浅和无锡松下)等高端市场形成批量销售,已成为了国际一流电池企业日本松下、日本汤浅、香港 GP、BYD
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告的主要供应商。2011 年金天材料又率先自主研发出了镍钴铝复合前驱体材料及其关键制备技术,制备技术代表着我国同类研究中的领先水平;研发出的镍钴铝复合前驱体材料已得到了日本松下公司的检测评价。该技术的开发成功、将极大地促进我国镍钴铝三元正极材料的制备技术的发展及该新正极材料的产业化生产,对我国锂离子电池新型正极材料及其关键原材料的生产具有非常好的指导意义。
经过近 50 多年的发展,公司控股股东长沙院培养和造就了一支多学科交叉、结构合理、组织严密的工程材料技术开发、管理与市场开拓队伍,拥有完善的试验研究手段和科技人才队伍,具有良好的科技成果转化手段和管理方法,已经积累了丰富的电源材料制备技术产业化、相关生产管理和技术品质管理的经验和相关人力资源,可以为项目提供优秀的人才,保证项目顺利实施,不走弯路。1.6.3 资源和管理优势
中国五矿自有锰矿、磷矿、镍矿和锂矿,拥有资源综合利用技术。
金瑞科技控股子公司金天材料提高生产过程的管理水平,接轨国际客户对品质管理的要求,2006 年聘请松下公司的品管人员进行了为期半年的现场管理提升,达到了国际高端客户对现场管理的要求,几年来一直按照国际管理水平的标准运行,同时在不断提高。
金天材料已完全按照公司制运行,现已通过 ISO9001 质量管理体系、ISO14001 环境管理体系和 ISO18001 职业健康安全体系的认证,建立了完整的质量保证体系和职责明确、产品受控的科学管理制度。对原料粉尘防护等环保措施具有良好的设计方案。产品生产线完全能够保证反应副产物料无污染排放。因此该项目实施具备资源优化配置和管理优势。
发展动力电池材料相关产业已列入长沙院“十二五”发展规划,同时也成为中国五矿重点发展的新材料产业方向之一,为本项目的成
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告功实施提供了规划和组织上的保证。金瑞科技作为项目实施单位,拥有丰富的与国际接轨的标准化生产管理经验,能够利用多样化的新材料制造平台,提供电动汽车用动力电池正极材料的整体解决方案,降低材料选择的风险;能够利用丰富的技术储备和人才优势,降低技术成果转化的风险;能够利用多年与国际化企业合作形成的系统的精益生产经验,降低产品非一致性和非稳定性带来的风险。1.7 研究范围及主要过程1.7.1 研究范围
本可行性研究报告研究范围包括本工程产品市场预测、工艺技术方案的比选、原料路线与公用工程和辅助工程方案的可靠性、合理性,环保、消防、安全卫生等措施的可靠性,并进行投资估算、技术经济分析等,为业主项目决策提供公平、公正、独立、可信的依据。1.7.2 研究的主要过程
1)对项目建设地点实地调查研究;
2)对项目生产所用的原料种类、来源、数量以及运输贮存方案作调查、分析、比较;
3)对建设地点的建厂条件和厂址方案、气象资料、工程地质资料、水文情况、环境现状作调查;
4)对全厂的总图方案、工艺流程、配套的公用工程和辅助工程作调查、提出方案;
#p#分页标题#e#5)了解当地原材料和产品的市场价格,收集建设费用和相关政策资料,了解建材价格和工程概预算指标;
6)进行投资估算,提出项目实施规划。1.8 研究结论1.8.1 研究的简要结论
1)本工程的产品节能、环保,市场容量大,具有广阔的市场前
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告景。
2)本工程采用的生产技术先进、可靠、产品质量好、能耗低、污染少、操作灵活并安全可靠。
3)本工程所需主要的原、辅材料当地都具备供给条件,能确保工业化生产的需求。
4)本工程拟建在长沙望城经济开发区铜官循环经济工业基地,该基地水、电力、电信、道路等基础设施规划完善,投资政策优惠。本工程可充分利用园区各种基础设施和优惠的投资政策,项目建设条件优越。
5)本工程采用先进的清洁生产工艺、成熟可靠的三废治理技术、全面的劳动安全卫生措施和切实可靠的消防设施,建成后对周边环境不会造成新的污染,能确保工人的劳动卫生安全。
6)本工程建成后有着良好的经济效益及社会效益,有较强的抗市场风险能力。1.8.2 主要技术经济指标(表 1-2)
表 1-2 主要技术经济指标表
序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注
1 生产规模
一期 6000 t/a
电池正极材料 t/a 10000
二期搬迁 4000t/a
2 产品方案
一期 3000 t/a
二期搬迁 4000t/a
锂电多元前驱体材料
t/a 7000 其 中 : 二 元
(含二元和三元前驱体材料) 4000t/a ; 三 元
3000t/a.
镍氢材料 t/a 3000 一期 3000 t/a
3 操作时间 h/a 7200 按 300 天计
4 主要原辅材料及动力消耗量
硫酸镍 t/a 20490
硫酸钴 t/a 4433
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注
硫酸锌 t/a 480
硫酸锰 t/a 1740
硫酸铝 t/a 584
硫酸(98%) t/a 1500
液碱(30%) t/a 34920
液氨 t/a 2050
双氧水 t/a 180
液氮 t/a 570
包装桶(25kg/个) 个/a 2.4×105
包装袋(500kg/袋) 个/a 8000
5 公用动力消耗量
电 kW.h/a 2.46×107
一次水 m3/a 2.95×105
6 三废排放量
废气 m3/h 少量
废水 m3/h 37
废渣 t/a 129.2
7 运输量 t/a 77526
运入量 t/a 67397
运出量 t/a 10129
8 项目总定员 人 348
生产工人 人 262
管理及技术人员 人 86
9 综合能耗 折标煤
锂电多元前驱体材料产品 t/t 0.928
镍氢材料产品 t/t 0.498
2
10 项目总占地面积 m 67444 折 101.17 亩
2
11 建、构筑物面积 m 63225
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告1.8.3 主要财务指标表(表 1-3)
表 1-3 主要财务指标表
序号 项目名称 单位 一期工程 总工程
一 项目报批总投资 万元 26034.82 35134.72
1 建设投资 万元 20257.28 25622.02
2 建设期利息 万元 437.4 971.55
3 其中:铺底流动资金 万元 5340.14 8541.15
二 年销售收入 万元 69658.12 113247.86
三 年均总成本费用 万元 64701.8 99619.53
四 年利润总额 万元 4715.96 8908.64
五 年均净利润 万元 4008.57 7572.34
六 财务评价指标
1 总投资收益率 % 14.37 18.39
2 投资利税率 % 18.08 22.29
3 投资回收期(税前含建设期) 年 7.5 6.78
(税后含建设期) 年 8.24 7.4
4 税前财务内部收益率 % 17.33 22.75
税前财务净现值(I=12%) 万元 7895.77 21572.66
税后财务内部收益率 % 14.84 19.52
税后财务净现值(I=12%) 万元 4178.92 14971.32
七 借款偿还期 (含建设期) 年 3.69 4.08
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
2 市场预测分析2.1 概述
氢氧化镍作为 Ni-Cd、Ni-MH 电池的主要正极材料,其市场需求量是巨大的。从近几年的资料、刊物、学术会议、市场调研、产需供求统计来看,无不引起企业和投资者关注。据不完全统计,国内生产球形氢氧化镍,厂家不下数十家,可以看出其发展前景相当的可观。国内生产氢氧化镍厂家主要有吉林吉恩亚融科技有限公司、河南科隆集团、江门长优实业有限公司、江门芳源科技开发有限公司、芜湖亚兰德镍钴实业有限公司以及金瑞科技旗下的金天材料。
锂电多元材料作为锂离子动力电池的主要热门正极材料之一,其市场需求量是巨大的。从近几年的资料、刊物、学术会议、市场调研、产需供求统计来看,无不引起企业和投资者关注。锂电多元材料的性能与其前驱体的性能有着密切关系,性能优异的前驱体是生产出性能优异的多元材料的前提条件。目前国内生产多元前驱体的厂家也比较多,据不完全统计,厂家不下数十家,可以看出其发展前景相当的可观。国内目前生产多元前驱体的厂家主要有余姚金和化工有限公司、北京当升材料科技股份有限公司新乡分公司、湖南邦普循环科技有限公司、河南科隆集团、金瑞科技旗下金天材料等。2.2 镍氢电池材料市场预测
覆钴球形氢氧化镍是第三代镍氢电池正极材料,是制造高容量、高倍率、良好的容量保留率的镍氢电池的关键材料。在各种二次电池类型中,镍氢电池相对于铅酸电池与镍镉电池具有较高的重量比能量和体积比能量,对环境友好;同时由于其安全性能远远优于锂离子电池决定了它在目前的二次电池领域里面占有重要的席位。覆钴球形氢
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告氧化镍目前主要用作镍氢动力电池正极材料。
近年来由于受石油资源制约和环保意识的增强,加之镍氢电池及相关原材料技术方面取得突破等因素的影响,镍氢电池已快速向动力电池方面扩展,Sc、D、LD 等型号的动力电池产量越来越大,其市场发展速度近来均成倍增长,电动自行车及混合动力汽车等交通工具用镍氢电池更是倍受各国重视,美国、日本和西方主要工业化国家纷纷投巨资进行研究及开发,并取得了巨大的进展。目前全球 90%的车载电池市场为镍氢电池所把持,而日本掌握的核心技术最多,比如日本丰田公司的普锐斯混合动力汽车采用的就是镍氢电池。镍氢电池性能稳定,技术成熟且已实现产业化,未来三年内仍将为我国新能源(或节能)汽车用电池的重点发展方向之一。镍氢动力电池是目前混合动力汽车所用电池体系中已经被实际验证并已商业化、规模化的电池体系,全球已经批量生产的混合动力汽车大部分采用镍氢动力电池体系。我国将新能源汽车列入未来国家的七大战略新兴产业之一,《节能与新能源汽车产业发展规划(2011~2020)》中确定了新能源汽车发展的总体目标是:到 2020 年,新能源汽车累计产销量达到 500 万辆,形成 200 亿瓦时的动力电池生产能力,中/重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的 50%以上;我国节能与新能源汽车产业规模将位居世界前列。对于时速不超过 40km/h 的城市交通,特别是在一些专用特种车方面,混合动力汽车有很大的优势。从产品的产业化成熟度、安全性方面考虑,今后 10 年内,镍氢动力电池仍将占据一定的市场份额。如果中国混合动力电动小车、专用特种车的产量在未来十年能占据新能源汽车 20%,即按 100 万辆估算(小车 70%;特种车 30%),将给镍氢动力电池用氢氧化镍正极材料带来 60000t/a 的新增需求,该需求是我国现有各种氢氧化镍产品生产能力的 3 倍。2010 年国内球形氢氧化镍实际产销量约为 14000t,2011 年预计约为 15000t,在今后的几年内将有稳定的增长,随着国内新能源汽车的发展,市场更
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告会巨猛增长。
覆钴球形氢氧化镍是在普通球形氢氧化镍表面采用特有技术均匀包覆一层导电的羟基氧化钴,增加正极材料的导电性,对于电池的大电流充放电性能有明显改善,因此覆钴球形氢氧化镍开发出来后就被镍氢电池厂商用作动力型电池的正极材料。以前,高品质的覆钴球形氢氧化镍只能从国外进口,广阔的市场前景激发了国内企业研发生产覆钴球形氢氧化镍的热情,随着国内企业不断的深入研究,各项技术难关逐一攻破,我国也随之成为世界上最大的镍氢电池生产国。从2008 年开始,金天材料的覆钴球形氢氧化镍逐步打开了日韩市场,并使日本老牌的球镍生产商田中公司倍感压力;在国内,金天材料的覆钴氧化球镍占据了国内覆钴球镍市场的一半以上。
金天材料从 2007 年至今,覆钴球形氢氧化镍占球镍产销量比重逐步加大,从 2007 年的约 30%提高到 2010 的 70%以上,月产销量已达 150t 以上,另据市场反馈回来的消息,金天材料客户中如汤浅(日资)、松下(日资)、GP、豪鹏、力可兴、倍特力等国内外著名镍氢电池厂商还将进一步加大覆钴氧化球镍的使用量,用以替代目前的普遍使用的普通加锌球形氢氧化镍。
目前,整个球形氢氧化镍市场基本上被十家以内的生产厂商占据,球镍市场规模虽较小,但是竞争却尤为激烈。表 2-1 为国内主要球镍生产企业对比分析。
表 2-1 国内主要球形氢氧化镍生产企业对比分析
生产厂商 产销规模及特点
定位于中高端市场,覆钴等产品一直处于国内外领先水
平,产品品质稳定,市场知名度较高,覆钴球镍产能 2000 吨,
金天材料 总产能 4000 吨,销售量 2500 吨,产品质量国内外领先,与国
内外众多知名厂商如松下、汤浅等建立了合作关系,在中高端
市场具有相当的知名度。
产销量一直位居国内首位,产品主要定位于中低端市场,
江门长优 产能 6000 吨,销售量 3000——3500 吨,优势为规模较大、使
用回收料生产的产品价格具有很大的吸引力,技术水平不断提
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
升。
市场定位于中高端,技术处于国内领先地位,产品覆盖面
河南科隆 广,产能 5000 吨,销售量 2500 吨,优势为经营方式灵活多变、
市场覆盖面广,产品品质稳定。
定位低端市场,产能 3000 吨,销售量 1800 吨,具有价格
江门芳源
优势。
定位低端市场,主要销往 BYD 产能 2500 吨,销售量 1800
安徽亚兰德
吨,具有价格优势,产品品质逐年提高。
有原材料优势,产能 1000 吨,销售量 600 吨,具有价格吉林吉恩亚融
优势。
具有原材料优势,期望在球镍市场有所作为,产能 1000
金川
吨,销售量 500 吨,价格优势相当明显。
从表中的分析可以看出金天材料的行业竞争力比较强,尤其是在中、高端市场的竞争力很强,与日本松下、汤浅等国际知名电池企业已经建立了良好的合作关系。
目前,金天材料目前拥有覆钴球形氢氧化镍产能 2000 吨/年,技术研发能力及产品品质保证能力行业内排名第一,产品供不应求。图2-1 中表明 2011 年金天材料对目前主要客户的销售量远低于客户实际需求量,说明金天材料销售量已经不能满足客户的要求。制约公司销量的主要原因是生产能力已经不能满足目前市场的需求,目前公司拥有 3000 吨每年的生产线,但由于 2002 年建设的生产线设施陈旧老化,设备故障率高已经不能达到设计产能,同时,由于公司产品品种较多部分高端客户要求专线生产导致生产线换型频繁产能下降,因此,建设新的生产线、扩大生产规模是公司发展的迫切要求。
目前销量 客户需求量
1000
800
重量(吨)
600
镍氢电池未来的增长点体现在以下两个方面:
400
1)逐步取代一次电池在日常生活中的应用;
200
0
松下 汤浅 GP 豪鹏 三捷 倍特力 力可兴 量能 新力
图 2-1 金天材料 2011 年销售量与客户需求量的对比分析
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根据业内人士及中意科创等市场调查公司预测未来几年国内镍氢电池市场对球镍的需求量见表 2-2 。金天材料由于其技术优势和目前拥有的高端市场优势,其覆钴球形氢氧化镍产品将在现有市场份额基础上稳定提升,预计未来可以达到 3000 吨/年的销售量。
表 2-2 未来几年国内镍氢电池市场对球镍的需求量
年 份 2012 2013 2014 2015
市场需求量(吨) 15000 16000 16000 160002.3 锂电多元前驱体材料市场预测
锂离子电池由于具有很高的工作电压,很高的能量密度、具有快速充放电能力、没有记忆效应等优点被越来越多地应用到笔记本电脑、移动电话、数码相机等便携式电器上,产品总量不断持续增长,市场份额也逐年增加。但是原来在市场中几乎占据垄断地位的钴酸锂正极材料因其价格高、安全性差的缺陷在一些应用领域开始被其它新开发的材料替代。镍钴锰酸锂、锰酸锂、掺铝镍钴酸锂、磷酸铁锂等新型材料由于成本比钴酸锂低,安全性能好的特点被国内外许多研究人员用于动力电池的正极材料。
#p#分页标题#e#美国的锂离子电池基础研究本来就处于世界领先,奥巴马政府的19 亿美元支持计划,也可能促进美国在锂离子动力电池产业化方面形成竞争优势。欧盟在基础研究方面早已处于第一阵营,近年来也纷纷投入巨资加大了研究和开发力度。德国组建了锂离子电池产业联盟,投资 1.7 亿欧元以支持动力锂离子电池的开发,计划使未来电池的能量密度提高至目前动力电池的 2~3 倍。韩国利用在半导体产业的经验,采用“引进消化再创新”的战略,先购买日本的先进设备,消化吸收后,再造出品质更好的设备,不仅在小型电池领域取得了成功,而且在动力电池方面也取得了成功。日本面对欧美对离子动力电池的高强度投入和韩国的追赶,加大了对电池材料的研究开发,以制
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告造全新的蓄电池,提出了日本电池材料的黑匣子策略,加强了基于新材料和新构想的创新性蓄电池技术的基础研究,加快了基于“第 1.5代”和“第 2 代”新材料及新材料充电电池的研究;提出了电池能量密度的发展目标是:2015 年将达到 500kwh/kg,2030 年达到 700kwh/kg。与此同时,逐步降低成本,到 2020 年降到现有成本的 1/10。
目前,电动车用动力电池主要以镍氢动力电池为主,但是从长期来看,锂离子动力电池在比容量方面、大电流充放电有着更优的性能,只要安全问题能够得到妥善解决,锂离子动力电池将成为未来动力电池的发展方向,拥有更加广阔的市场前景。
相比于锂离子电池其它正极材料,锂离子电池多元正极材料具有成本低、电压平台高、容量高、结构稳定、循环性能好、制备的电池安全性能好等特点。根据预测,常规锂电正极材料由于受到成本的制约,使得多元正极材料迎来了广阔的发展空间,占锂电池正极材料的市场份额将会逐步扩大,市场份额有望在今后几年中从 10%提高到30%以上,市场地位将提高到与钴酸锂正极材料相当的水平。
多元材料在国外早已广泛应用,2009 年已基本占锂电正极材料比例的 39%,日韩在多元材料领域处于领先地位,美国 3M 公司掌握三元材料核心专利,目前国内企业也掌握了成熟的三元材料技术,基本可满足国内市场需求,但受制于专利问题,目前绝大部分市场针对山寨手机/笔记本、电动工具等,很难为大厂配套,且出口至今未实现,因此国内多元材料市场拥有广阔的发展前景。
目前锂离子 电池正极材料主要有钴酸锂、镍钴锰锂三元材料、锰酸锂和磷酸亚铁锂四种,其他正极材料还有钒酸锂、镍酸锂等;它们各有优缺点,如:钴酸锂压实高、但安全性能差,锰酸锂成本低、但结构不稳定,磷酸亚铁锂安全性能好,但能量密度低。镍钴锰锂三元材料相比较其他正极材料,具有产品一致性较好、循环性能好、能量密度较高、性价比高等优点,成为近年来产量增长最快的正极材料
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告品种。2007~2011 年,三元材料产量连续 5 年保持快速增长;2011年全国总产量达 8500 吨,比 2010 增长 59.47%,是 2007 年的 6.16倍(如图 2-2 所示)。
(注:以上数据来自中国电池网)
图 2-2:2007 年~2011 年中国三元材料产量统计(吨)
基于 2011 年良好的增长势头,三元前驱体及三元材料厂家对2012 年有了更美好的期许。GBII研究员走访的三十多家锂离子 电池生产企业中大部分表示计划加大三元材料的使用量或者正在开发三元材料的电池。甚至有些电动汽车用锂离子电池生产厂家也开始使用镍钴锰锂作为正极材料,主要是通过PE膜上涂一层陶瓷涂层,来提高隔膜的耐热性,从而提升镍钴锰锂三元材料的安全性,如:奇瑞汽车正在研究镍钴锰三元材料/钛酸锂体系的动力电池。而钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等厂家的销售人员普遍感受今年三元材料很火,下游厂家、替代产品销售人员的感受昭示着三元材料似乎要延续前几年的高速增长势头。
根据高工锂电产业研究所(GBII)调研结果显示,2012 年 1~6 月份全国各种三元材料总产量为 5300 吨,比 2011 年同期增长 20.45%,全年完成 10000 吨的产量应该不成问题。虽较往年 40%以上的增长速度有比较大的下滑,但这主要是因为全球经济大环境低迷所致。一旦
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告全球经济形势好转,三元材料保持高速增长的可能性较大。即使按照每年最低 20%的增长速度,至 2016 年时全国三元材料的产量也能达到 20000 吨以上,如果按照以往 40%的增长速率,则可达到 38000 吨以上。
另外,从中国电池网得到的数据显示,2011 年全球锂电池正极材料的销量达到了 59470 吨,而中国的正极材料销量占全球销量的49.5%,达到 29450 吨。
图 2-3 2008-2011 年全球锂电池正极材料销量及增速
图 2-4 2008-2011 年中国正极材料销量及增速
从全球范围来看,锂电企业主要集中在日本、中国和韩国,相应的锂电正极材料的生产也主要集中在以上国家。随着日韩锂电企业逐
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告步将正极材料的采购转移至我国,我国正极材料产销量占全球的份额必将进一步扩大,未来五年内达到 6-7 成应该不是问题。
又据《2011 年镍钴锰三元正极材料行业研究报告》(以下简称报告)中显示,全球锂离子电池正极材料仍以钴酸锂市场份额最大,占50%,其次是三元材料,占 39%,其他如锰酸锂等占 11%,其中,三元材料市场份额成上升趋势,未来几年内守住 4 成左右的份额不成问题,而国内也将呈现这一趋势。
《报告》中还指出,根据电池人才网预测,每 GWh 容量的锂离子电池将需要 1000 吨碳酸锂、2000 吨正极材料。而在 2015 年,碳酸锂的市场需求量将达到 6.08 万吨,那么正极材料的需求量可能达12.17 万吨,2016 年后将会更多。
结合上述数据分析,五年内全球锂电池正极材料需求量可达12-13 万吨,按照 6-7 成产自中国,三元材料占比 40%左右计算,未来五年内我国三元材料年产量有可达 2.8 万吨-3.6 万吨,与前面预测的数据相差不大(前驱体和三元材料的生产比例基本为 1:1,即生产 1 吨三元材料,约需要 1 吨前驱体)。
#p#分页标题#e#表 2-3 是国际市场近三年各锂电正极材料需求量统计情况。
表 2-3 近三年国际市场锂离子电池正极材料需求量统计
需求量(t)
产品
2010 年 2011 年 2012 年
钴酸锂 30000 30000 30000
多元材料 15000 20000 25000
锰酸锂 5000 10000 20000
磷酸铁锂 2500 5000 15000
研究发现锂离子多元正极材料其性能与前驱体的性能有直接关系,因此制备出满足要求的多元前驱体材料是生产出性能优异的多元正极材料关键技术之一。金瑞科技控股子公司金天材料具有近 20 年
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告的球形氢氧化镍研发和生产经验,取得了一系列技术成果,掌握了国内领先的球形氢氧化镍湿法合成控制技术,因此为采用湿法合成技术生产多元球形前驱体材料打下了良好的技术基础。通过近年来的研究,成功制备出性能优异符合锂离子电池多元正极材料用的球形前驱体材料,与其它方法制备的前驱体相比,具备形貌为球形,粒度分布良好,比重高等特点,两种材料均已通过客户检测,进入批量生产阶段。目前,公司拥有 1000t/a 的多元前驱体材料生产线,多元前驱体产品已经批量销往日本松下、湖南长远锂科、北京当升等锂离子正极材料生产企业,从市场预测来看,多元前驱体产品将会有比较大的发展,现有的生产线肯定不能满足市场的需求。
金天材料有着多年电池正极材料生产的经验,如果能发挥好这一优势,承接到锂离子电池行业的发展趋势,完全可以实现科学和谐的追赶式、跨越式发展,并在锂离子电池行业占据一片市场空间;反之,如果错过了这次产业转移的机遇,将进一步拉大与行业内其他厂家的差距,在锂离子电池发展的趋势中被边缘化。因此,主动出击,就要更加积极主动的抓住优势产业的发展趋势,以时不我待的强烈机遇意识,认真细致的做好承接产业转移工作,尽早的占领高端市场。
幸运的是,金天材料已经认识到这一历史发展机遇,从 2009 年起,金天材料已将一部分工作精力投入到锂电二元/三元等多元材料前驱体的研发之中,并取得了初步的成果。
在 2011 年中,应日本松下公司的要求,金天材料专门为松下公司建成了一条年产 500 吨的镍钴铝前驱体(NCA 前驱体),产品从 2011年 7 月份开始出口到日本市场,产品性能指标完全符合日方的要求,预计 2012 年 9 月份可以达到 50 吨/月的销售量。随着双方合作的加深,松下公司提出了扩大生产规模的要求,要求逐年提高 NCA 前驱体的产能规模,预计将来可以达到 100-150 吨/月的销售量。
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除镍钴铝前驱体外,金天材料还在大力发展镍钴锰前驱体(NCM前驱体),在 2010 年至 2011 年间,建成了年产 500 吨的 NCM 前驱体生产线,目前 NCM 前驱体正在逐步推向市场,批量销往长远锂科有限责任公司、北京当升科技有限公司、盐光科技有限公司等国内锂离子电池正极材料生产企业,2012 年年底可以达到 80 吨/月的销售量。
金天材料一直坚持走中高端市场路线,在球镍市场如此,将来在三元前驱体市场也是如此。金天材料不仅具有多年来生产高端球镍产品的技术研发、品质控制、生产管理实力,还具备多年的中高端市场开拓、维护经验。本项目实施后将承接金天材料的业务,参考金天材料多年来在镍氢电池正极材料市场所取得的成绩,如果三元材料前驱体能取得和球镍相当的市场份额,即市场占有率达到 16-22%,将来本项目实施后,三元材料前驱体年销售 6000-7000 吨左右将是可以实现的目标。2.4 产品市场价格预测
本项目产品分别为镍氢电池正极材料和锂电池多元前驱体材料,产品价格与镍钴等金属的市场价格息息相关,图 2-5 和图 2-6 分别反映了近五年来金属镍和金属钴的价格走势,从图中趋势及目前全球的经济环境来看,预测未来两年金属镍价将在 10-20 万元/吨区间波动的可能性比较大,金属钴价在 20-30 万元区间波动的可能性比较大。
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图 2-5 近五年金属镍的价格走势
1000000
900000
800000
700000
价格(元/吨)
600000
500000
400000
300000
200000
100000
0
20 .2
20 .5
20 7.8
20 .3
20 .5
20 8.8
20 .2
20 .5
20 9.8
20 .1
20 .5
20 0.8
20 .1
20 .5
.7
20 12
20 11
20 11
20 12
07
07
08
08
09
09
10
10
11
11
11
.
.
.
.
0
0
0
1
07
08
09
10
20
时间
(数据来源于金川集团网站)
图 2-6 近五年金属钴的价格走势
本项目产品的价格与镍钴原材料价格密切相关,镍钴原材料价格发生波动随即将会引起产品价格的波动,而其他原辅材料成本在总成本中所占比重不高,且基本稳定,因此我们预测本项目产品销售价格(含税)如表 2-4。
表 2-4 本项目产品销售价格表(含税)
产品名称 价格预测(万元/吨)
镍氢材料 13-15
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锂电二元前驱体 13.5-15.5
锂电三元前驱体 9.5-12.5
因此,本报告静态经济效益评价镍氢材料取预测价 14 万元/吨。锂电池二元前驱体材料取 14 万元/吨,锂电池三元前驱体材料取 11.5万元/吨。
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3 生产规模及产品方案3.1 生产规模及产品方案3.1.1 生产规模
年产电池正极材料 10000 吨。分二期建设,一期 6000 吨,二期搬迁金天材料现有 4000 吨装置。3.1.2 产品方案
1)镍氢电池正极材料(覆钴球形氢氧化镍):3000t/a;(一期)
2)锂离子电池正极多元前驱体材料:7000t/a。(一期 3000 t/a,二期搬迁 4000 t/a)。其中:
二元前驱体材料:4000t/a(一期 2000t/a,二期搬迁 2000t/a)。
三元前驱体材料:3000t/a(一期 1000t/a,二期搬迁 2000t/a)。3.2 产品技术规格
镍氢电池正极材料产品技术规格见表 3-1;
锂离子电池正极多元前驱体材料产品技术规格见表 3-2。
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#p#分页标题#e#表 3-1 镍氢电池正极材料产品技术规格参数
覆钴球形氢氧化镍
指 标 名 称
Y5 Y6 Y7 Y8 YL9 YHL3 YHL7(YH7)
Ni % 53.5±1.0 54.5±1.0 55.5±1.0 51.3±1.5 54.5±1.0 56.0±1.0 55.5±1.0化
学 Co 总量 % 4.50±0.40 4.30±0.40 3.00±0.30 7.20±0.60 3.85±0.40 3.00±0.30 3.00±0.30成
分 Zn % 4.30±0.40 3.3±0.30 3.50±0.30 4.10±0.40 4.30±0.40 3.10±0.20 3.50±0.30
H2O % 0.75±0.25 0.7±0.25 0.75±0.25 0.75±0.25 0.75±0.25 0.75±0.25 0.75±0.25
物 形貌 球形 球形 球形 球形 球形 球形 球形理
性 松装密度 g/cm3 ≥1.55 ≥1.55 ≥1.55 ≥1.40 ≥1.55 ≥1.50 ≥1.50能
3
振实密度 g/cm ≥2.05 ≥2.05 ≥2.05 ≥1.90 ≥2.05 ≥1.90 ≥1.90
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表 3-2 锂离子电池多元前驱体材料产品技术规格
三元前驱体产品 二元前驱体
指 标 名 称
M 3 M 1 M 2 A1
化 Ni % 31. 3~32.3 21~22 25.2~26.2 50.5±1.0
学 Co % 12. 6~13.2 21~22 12.6~13.2 9.4±0.60
成 Mn % 17. 4~18.2 19. 5~20. 5 23.2~24.2 ≤0.01
分 Al % / / / 1.0±0.15
松装
g/cm3 ≥1.40 ≥1.20 ≥1.40 ≥1.40
密度物理性
能 振实
g/cm3 ≥2.00 ≥1.80 ≥2.00 ≥1.80
密度3.3 生产规模的确定
随着我国经济的快速发展和绿色环保对新能源的要求,国内镍氢电池市场对镍氢电池正级材料的需求达 15000 吨/年, 锂电池正极材料需求也飞速发展,锂电多元前驱体材料市场缺口很大。
在研究了市场的需求和容量、拟建装置的技术来源和条件、厂址区域内的建设条件、企业的工程建设、生产、经营管理经验、项目建设资金的筹措能力,工业基地水、电等公用工程设施、生活服务设施、当地主要原辅材料的供给能力以及项目建成投产后预期的企业经济效益情况等综合因素之后,确定本项目的生产规模为年产电池正极材料 10000t/a。
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4 工艺技术方案4.1 工艺技术方案选择
本项目镍氢电池正极材料是覆钴球形氢氧化镍,氢氧化镍的合成方法有很多,具体来看又分为液相沉淀法、无水体系法、电解法,制备氢氧化镍的方法还有直接生成法、高压法、氧化法、树脂交换法等。无论采用何种方法,都须控制工艺条件使氢氧化镍的堆积密度、粒径、晶粒度、化学成分等参数达到理想值,才能使所生成的氢氧化镍在电化学性能上有所提高。
金瑞新材料科技股份有限公司控股子公司金天能源材料有限公司具有近 20 年的球形氢氧化镍研发和生产经验,取得了一系列技术成果,掌握了国内领先的球形氢氧化镍湿法合成控制技术,因此为采用湿法合成技术生产锂电多元前驱体材料打下了良好的技术基础。通过近年来的研究,成功制备出性能优异符合锂电正极材料用的多元球形前驱体材料,与其它方法制备的前驱体相比,具备形貌为球形,粒度分布良好,比重高等特点,该锂电多元前驱体材料已通过客户检测,并进入批量生产阶段。
因此,本项目拟采用液相沉淀法生产镍氢电池正极材料覆钴球形氢氧化镍,采用湿法合成技术生产锂电球形多元前驱体材料。4.2 工艺流程及说明4.2.1 镍氢材料(覆钴球形氢氧化镍)生产工艺流程及说明
简略工艺流程见图 4-1:
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图 4-1 覆钴球形氢氧化镍生产工艺流程
将原材料按照一定的配比调制成一定浓度的溶液、净化后通过计量泵以一定的速度并流加入合成反应釜中控制合成温度、pH 值等条件,进行化学反应生成球形氢氧化镍;对合成的球形氢氧化镍进行后处理后洗涤干净,烘干制得球形氢氧化镍基体;将硫酸钴晶体溶解调制成一定浓度的硫酸钴溶液,通过计量泵加入到已经含有一定量的球形氢氧化镍料浆的覆钴反应槽中控制覆钴反应温度、pH 值等条件进行覆钴反应,反应得到覆二价钴球形氢氧化镍中间品,对中间品进行洗涤、烘干;将烘干后的覆二价钴球形球氢氧化镍中间品加入到氧化槽中,同时通入氧气在一定温度条件下进行氧化反应,将得到的氧化产品进行后处理后洗涤干净,烘干即得到覆钴球形氢氧化镍产品。具体工艺步骤包括:制液、合成、基体烘干、覆钴、覆钴品烘干、氧化、洗涤、氧化品烘干、混料等。
本工艺的技术特点是:通过在化学共沉淀反应中对氢氧化镍进行晶束架构的控制,以提高产品的大电流放电性能;再在包覆钴反应中通过工艺技术研究及控制,使经氧化后在氢氧化镍表面上包覆的γ-CoOOH 包覆层的电导性好、包覆均匀紧密,以提高电导性形成一层优质导电网络;最后,再通过对表面γ-CoOOH 层进行微量掺杂处理
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告及修饰,以进一步地提高最终产品的放电比容量及优良的综合电化学性能。金天材料掌握了覆钴球形氢氧化镍生产核心工艺技术,拥有专利 1 项,产品的性能水平通过了松下公司的技术验证,达到国际水平。4.2.2 锂离子电池多元前驱体材料生产工艺流程及说明
简略工艺流程见图 4-2:
图 4-2 锂离子电池多元前驱体材料生产工艺流程
将原材料按照一定的配比调制成一定浓度的溶液、净化后通过计量泵以一定的速度并流加入合成反应釜中控制合成温度、pH 值等条件进行化学反应得到球形多元前驱体,对合成的粗料进行后处理后再洗涤干净、烘干、筛分、混合,最后得到符合锂离子电池多元材料用的前驱体材料。
目前在我国,锂离子电池用的镍钴铝多元正极材料及其制造镍钴铝多元正极材料所需的关键镍钴铝复合前驱体材料均是空白。
金瑞科技控股子公司金天材料于 2011 年率先自主研发出了镍钴铝复合前驱体材料及其关键制备技术,制备技术代表着我国同类研究中的领先水平;研发出的镍钴铝复合前驱体材料已得到了日本松下公司的检测评价。其主要的技术优势体现在以下 2 点:
1)在共沉淀合成反应,两性元素铝与镍、钴的均匀共沉淀控制
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告技术;
#p#分页标题#e#2)镍钴铝复合共沉淀氢氧化物的物理性能(如表面晶体形貌控制、晶体的球形度控制、BET 及密度管理控制等)的控制技术。
金天能源材料有限公司通过对以上关键技术取得的重大突破,并且通过了日本松下公司的检测评价,目前已实现了产业化转化。该技术的开发成功,将极大地促进我国镍钴铝三元正极材料的制备技术的发展及该新正极材料的产业化生产,对我国锂离子电池新型正极材料及其关键原材料的生产具有非常好的指导意义。4.3 主要原辅材料及消耗定额4.3.1 生产覆钴球形氢氧化镍所需原辅材料及消耗定额
本项目生产镍氢材料覆钴球形氢氧化镍所需的主要原料有:硫酸镍、硫酸钴、硫酸锌、硫酸、液碱、液氨、双氧水等。具体消耗定额及年消耗量见表 4-1。
表 4-1 生产镍氢材料消耗定额及消耗量表(吨产品)
序号 项目 规格 单位 消耗定额 年消耗量
一 主要原、辅材料
1 硫酸镍 t 2.45 7350
2 硫酸钴 t 0.275 825
3 硫酸锌 t 0.16 480
4 硫酸 t 0.5 1500
5 液碱 t 3.2 9600
6 液氨 t 0.16 480
7 双氧水 t 0.04 120
8 包装桶 25kg 个 40 1.2×105
二 动力
1 一次水 洁净 m3 35 1.05×105
2 电 380V kWh 2600 7.8×106
3 蒸汽 0.6MPa t 5 15000
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告4.3.2 生产锂电多元前驱体材料所需原辅材料及消耗定额
本项目生产锂电材料所需的主要原料有:硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、硫酸锌、硫酸、液碱、液氨、双氧水等。具体消耗定额及年消耗量见表 4-2、表 4-3。
表 4-2 锂电二元前驱体材料消耗定额及消耗量表(吨产品)
年消耗量
序号 项目 规格 单位 消耗定额
(含二期)
一 主要原、辅材料
1 硫酸镍 t 2.31 9240
2 硫酸钴 t 0.437 1748
3 硫酸铝 t 0.146 584
4 液碱 t 3.66 14640
5 液氨 t 0.31 1240
6 包装袋 500kg 个 2 8000
二 动力
1 一次水 洁净 m3 16 6.4×104
2 电 380V kWh 1400 5.6×106
3 蒸汽 0.6MPa t 5 2.0×104
表 4-3 锂电三元前驱体材料消耗定额及消耗量表(吨产品)
年消耗量
序号 项目 规格 单位 消耗定额
(含二期)
一 主要原、辅材料
1 硫酸镍 t 1.45 4350
2 硫酸钴 t 0.62 1860
3 硫酸锰 t 0.58 1740
4 液碱 t 3.56 10680
5 液氨 t 0.11 330
6 双氧水 t 0.02 60
7 液氮 t 0.19 570
8 包装桶 25kg 个 40 1.2×105
二 动力
1 一次水 洁净 m3 16 4.8×104
湖南化工医药设计院 39金瑞新材料科技有限公司
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6
2 电 380V kWh 1400 4.2×10
3 蒸汽 0.6MPa t 5 1.5×1044.4 主要工艺设备选择
本项目所采用的工艺技术是针对覆钴氧化型氢氧化镍、锂电多元前驱体材料的生产工艺而确定的,所选标准设备主要为国内先进的设备,包括吊装设备、去离子水处理设备、输送设备、氧化设备、筛分设备、烘干设备以及混料设备等,具有节能、高效、易于操作的特点;非标设备主要包括各种搅拌槽、容器等。其中二期主要设备由金天能源材料有限公司现装置搬迁至新厂址。
各车间主要工艺设备选型见表 4-4。
表 4-4 各车间主要工艺设备一览表
序号 设 备 名 称 技术性能及规格 数量 材料 备注
一 原料工厂
1 镍圆酸溶槽 Ф2000×2000 V=6m3 4 聚丙烯
2 硫酸计量槽 Ф500×1000 4 不锈钢
3
3 溶液中转槽 V=6m 6 聚丙烯
3
4 溶液储槽 V=20m 2 聚丙烯
3
5 碱配置槽 Ф1300×1500 V=2m 3 不锈钢
3
6 制氨水罐 Ф1300×1500 V=2m 4 不锈钢
3
7 锌溶解槽 Ф2000×2000 V=6m 4 聚丙烯
3
8 热水槽 Ф1300×1500 V=2m 2 不锈钢
3
9 碱液中转槽 V=20m 1 聚丙烯
3
10 氨水中转槽 V=20m 1 聚丙烯
3
11 锌液中转槽 V=20m 1 聚丙烯
12 板框压滤机 40m2 2 PP 防腐
13 粗滤器 PGR-20,5um 4 碳钢衬胶
14 精滤器 PGR-10,1um 4 碳钢衬胶
15 溶液输送泵 32UHB-ZK-10-20 30 复合材料
二 动力工厂
1 纯水系统 50 吨/h 1 组合
湖南化工医药设计院 40金瑞新材料科技有限公司
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2 纯水箱 100m3 2 不锈钢
3 螺杆式压缩机 Q=12.5m3/h 6 组合
4 空气储罐 V=2m3 6 碳钢
5 空气冷干机 Q=12.5m3/h 6 组合
6 制氧机 Q=20Nm3/h 1 组合
三 实验工厂
1 合成反应槽 Ф1300×1500 V=2m3 1 不锈钢
3
2 合成反应槽 Ф1100×1200 V=1m 1 不锈钢
3 计量槽 Ф500×1000 3 聚丙烯
3
4 中转槽 Ф1300×1500 V=2m 1 聚丙烯
3
5 氨水贮槽 Ф1200×1000 V=1m 1 聚丙烯
3
6 碱液平衡槽 Ф1200×1000 V=1m 1 聚丙烯
3
7 热水槽 Ф1300×1500 V=2m 1 不锈钢
8 洗涤压滤机 Ф1500 2 不锈钢
9 氧化槽 VSH-0.3P/A V=300L 1 不锈钢
10 钴液计量泵 LK-F57VC 2 复合材料
1
11 碱液计量泵 LK-F57VH 2 不锈钢
12 料浆输送泵 气动隔膜泵 2 PP
13 热水循环泵 气动隔膜泵 1 PP
14 圆振筛 IS49-1000 1 不锈钢
15 螺旋输送机 2 不锈钢
16 混料机 SYLW-1-3P 1 不锈钢
17 真空提升机 ZVC-4 1
18 强磁除铁器 2 不锈钢
19 盘式干燥机 Ф1500 1 不锈钢
20 加热器 1 不锈钢
四 镍氢工厂
1 溶液配制槽 Ф2000×2000 V=6m3 8 聚丙烯
2 料浆槽 Ф2000×2000 V=6m3 4 聚丙烯
3 碱液配制槽 Ф1500×1700 V=3m3 8 聚丙烯
4 废水沉清槽 Ф1300×1500 V=2m3 8 聚丙烯
5 计量槽 Ф500×1000 12 聚丙烯
6 溶液平衡槽 Ф1200×1000 16 聚丙烯
湖南化工医药设计院 41金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
7 溶液储槽 V=6m3 12 聚丙烯
#p#分页标题#e#8 沉降槽 8 聚丙烯
9 稀碱配置槽 V=452L 4 不锈钢
10 热水槽 Ф1300×1500 V=2m3 20 不锈钢
11 合成槽 φ2000×2300 V=6m3 8 不锈钢
12 洗涤压滤机 Ф1500 24 不锈钢
13 粗滤器 PGR-20,5um 8 碳钢衬胶
14 精滤器 PGR-10,1um 8 碳钢衬胶
15 盘式干燥机 Ф1500 8 不锈钢
16 真空提升机 ZVC-4 12 不锈钢
17 圆振筛 IS49-1000 12 不锈钢
18 混料机 SYLW-1-4P 8 不锈钢
19 螺旋出料机 8 不锈钢
20 强磁除铁器 16 不锈钢
21 溶液计量泵 LK-F57VH 6L/min 40 复合材料
22 溶液输送泵 32UHB-ZK-10-20 72 复合材料
23 料浆输送泵 气动隔膜泵 16 PP
27 自动包装机 12 不锈钢
3
28 覆钴反应槽 φ1600×2000 V=4m 8 不锈钢
3
29 浓碱配置槽 φ500×600 V=0.1m 4 不锈钢
3
30 中转槽 φ1300×1500 V=2m 4 聚丙烯
31 氨水贮槽 φ1200×1000 V=1m3 4 聚丙烯
3
32 碱液平衡槽 φ1200×1000 V=1m 4 4
3
33 料仓 V=2m 4 不锈钢
3
34 料仓 V=1m 4 不锈钢
35 氧化槽 VSH-0.3P/A V=300L 8 不锈钢
-1
36 钴液计量泵 LK-F57VC 6Lmin 8 复合材料
37 氨水输送泵 CQB50-32-125F 8 复合材料
38 碱液计量泵 LK-F57VH 72 不锈钢
39 料浆输送泵 气动隔膜泵 24 PP
40 热水循环泵 气动隔膜泵 20 PP
3
41 镍氧化反应槽 Ф800×1000 V=0.5m 8 不锈钢
42 计量槽 Ф500×1000 12 聚丙烯
湖南化工医药设计院 42金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
43 中转槽 φ1300×1500 V=2m3 4 聚丙烯
3
44 氨水贮槽 φ1200×1000 V=1m 4 聚丙烯
3
45 碱液平衡槽 φ1200×1000 V=1m 4 聚丙烯
五 锂电工厂
1 溶液配制槽 Ф2000×2000 V=6m3 26 聚丙烯
2 料浆槽 Ф2000×2000 V=6m3 12 聚丙烯
3 碱液配制槽 Ф1500×1700 V=3m3 12 聚丙烯
3
4 废水沉清槽 Ф1300×1500 V=2m 6 聚丙烯
5 计量槽 Ф500×1000 9 聚丙烯
6 溶液平衡槽 Ф1200×1000 24 聚丙烯
3
7 溶液储槽 V=6m 18 聚丙烯
8 沉降槽 12 聚丙烯
9 稀碱配置槽 V=452L 6 不锈钢
3
10 热水槽 Ф1300×1500 V=2m 12 不锈钢
3
11 合成槽 Ф2000×2300 V=6m 12 不锈钢
12 洗涤压滤机 Ф1500 12 不锈钢
13 粗滤器 PGR-20,5um 12 碳钢衬胶
14 精滤器 PGR-10,1um 12 碳钢衬胶
15 盘式干燥机 Ф1500 6 不锈钢
16 真空提升机 ZVC-4 6 不锈钢
17 圆振筛 IS49-1000 6 不锈钢
18 混料机 SYLW-1-4P 6 不锈钢
19 螺旋出料机 6 不锈钢
20 强磁除铁器 12 不锈钢
21 溶液计量泵 LK-F57VH 6L/min 60 复合材料
22 溶液输送泵 32UHB-ZK-10-20 108 复合材料
23 料浆输送泵 气动隔膜泵 24 PP
六 原料罐区
1 硫酸贮罐 φ3600×6000 V=50m3 1 碳钢
2 碱液贮罐 φ3600×6000 V=60m3 3 碳钢
3 液氨贮罐 φ2500×6000 V=30m3 1 碳钢
湖南化工医药设计院 43金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告4.5 自动控制4.5.1 设计范围
本设计范围包括各生产车间及配套公用工程设施的现场检测仪表及自动控制系统。4.5.2 自控水平和控制方案
本工程拟采用 DCS 控制系统的方式实现对整个装置的过程监控。
DCS 结合了自动控制技术、计算机技术、图形显示技术及通信技术最新发展成果,为工业过程监控提供了先进的技术手段。它采集来自工业现场的实时运行数据及状态参数,按照选定的处理模块或用户定义的公式进行运算、统计、累积、分析、报警等处理,实现连续的回路控制、离散的逻辑或顺序控制。
操作人员和工程师通过流程图画面、回路控制的分组画面、报警画面、趋势记录曲线、各种报表、事件顺序报告、诊断报告、设备操作报告等多种方式,实时了解工业过程和 DCS 系统本身的运行情况,并通过系统进行操作、控制和在线维护,以达到稳定工艺参数、保证产品质量、减轻劳动强度、确保安全生产的目的。
设计设置中心控制室。主要设置生产过程的温度、压力、流量、物位等各种过程参数的检测、调节系统和联锁保护系统以及进出工段的能源计量系统,设置机、泵等动设备的电流、频率、状态显示、程序启停及保护系统。把工艺装置的主要参数均引入控制室进行集中监控、调度和管理。
本工程污水处理、动力工厂内的空压及纯水制备等采用常规仪表就地集中控制。4.5.3 现场仪表选型
本工程工艺装置要求自动化水平较高,工艺检测点、控制点较多,要求现场检测仪表具有较高的准确性和可靠性。因此,现场检测仪表
湖南化工医药设计院 44金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告优先选用引进技术生产的仪表或国产高质量产品,重要部位采用原装进口产品。安装在爆炸危险区域的现场仪表采用本安型。远传温度计和电磁流量计选用隔爆型。所有现场仪表为全天侯型产品。
1)温度仪表
集中检测和控制用测温元件,采用装配式铠装芯结构热电阻(偶),特殊场合采用专用热电阻(偶) 温度计。
测温元件的分度号为 RTD/Pt100,TC/K。 精度 A 级。
保护管材质根据被测介质的腐蚀性确定。
就地检测点选用抽芯防护型双金属温度计。
温度计保护管材质根据工艺介质特性选择不同材质。
2)压力仪表
集中压力检测选用智能型压力变送器。带 HART 协议,精度高于±0.1%。对于易发生堵塞及腐蚀性较强的场合采用隔膜密封式。
就地测点选用全不锈钢压力表、膜片压力表,泵出口压力选用耐震型产品。
3)流量仪表
根据被测介质特性进行选择:
酸、碱介质的流量选用金属管浮子流量计。浮子材质根据被测介质确定。腐蚀性、含杂质颗粒、高粘度、结垢介质的流量采用电磁流量计。低导电率介质采用高频励磁型。
固体物料选用定量给料机、粉料计量秤。
4)物位仪表
按被测介质性质和工作条件,主要选用法兰远传式差压变送器。隔膜材质根据被测介质的腐蚀性确定。特殊设备的液位测量选用雷达液位计、超声波液位计。
#p#分页标题#e#5)阀门及执行机构
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10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告
主要选用性能优良、结构简单、易于维护的精小型气动薄膜执行机构。大口径调节阀选用高性能对夹式蝶阀,软密封阀座。阀门定位器及空气过滤减压阀成套供货。
开关阀采用气动切断球阀,随阀配电磁阀、空气三组件。
调节阀的型式及阀体、阀芯、填料材质等则按介质的特性和工况来选择。根据介质的特性和工况,选择调节阀及切断阀的型式及阀体、阀芯、填料材质。
6)可燃气体、有毒气体检测报警装置
选用电化学式气体传感器。传感器现场设置符合石油化工企业规定。报警器整体安装机柜成套供应。4.5.4 常规二次仪表选型
选用技术先进、质量优良的智能型显示仪、记录仪和调节仪表。4.5.5 集散控制系统(DCS)
本工程设置一套 DCS 控制系统。安装于中心控制室,内设工程师站及调度管理站。DCS 选用在国外有良好使用业绩、性能价格比优良的系统。
系统采用国际上流行的客户机/服务器结构,确保操作数据、历史数据的一致性和安全性。系统具有完全的开放性,能提供多层开放数据接口,可以与企业管理网络直接实现无缝连接。
DCS 为分层结构,由操作层、控制层和信号处理层构成,必要时还可以连接到工厂管理网络。现场信号通过智能 I/O 处理模块经内部总线或 PROFI-BUS 连接到控制站的主控单元。操作站与控制站间采用快速工业以太网(TCP/IP 协议)连接。
系统网络采用冗余的 100Mbps 以太网(TCP/IP 协议),信号处理层采用 1.5~12Mbps 的 PROFIBUS-DP 现场总线或 1Mbps 的 CAN 总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块,还可以提供 RS485、RS232
湖南化工医药设计院 46金瑞新材料科技有限公司
10000 吨/年电池正极材料生产基地建设项目可行性研究报告通讯协议及 ModBus 协议,以便与其他智能仪表、PLC 等相联。
系统硬件具有强大的处理能力和极高的可靠性。操作站选用高性能 IPC,配置 CPU 为 PIV 2. 4G,1G 以上内存,硬盘 80G,21″纯平显示器,分辨率 1280×1024 以上,支持多窗口显示。控制站主控单元采用工业级 32 位处理器,带 32M 以上内存。I/O 信号处理单元全为智能型模块化结构,可以带电拔插,模入模出信号处理精度高于0.2%,回路控制周期小于 125ms,巡检周期小于 50ms。开关量 I/O的 SOE 分辨率为 1ms 并带信号消抖处理功能。
系统软件具有极大的方便性和可靠性,软件全部采用模块化结构,控制站采用实时操作系统,确保数据的可靠性和实时性。操作站和工程师站采用 Windows 2000 操作系统,具有全汉化界面,操作方便,组态容易。可支持动画技术、图形缩放技术、多级窗口技术、实现复杂漂亮的参数显示、流程图画面、仪表操作等画面显示。系统报表组态可以与 Excel 相互转换,可以支持多种报表及图形打印功能。4.5.6 中心控制室
DCS 中心控制室负责全厂的过程监控。中心控制室按功能设置,分别设置独立的操作控制室、机柜室、工程师室、调度室、DCS 维护室、UPS 室和空调机室等。4.5.7 仪表电源
仪表电源总容量约为 30kVA,由电气专业负责送入控制室内。4.5.8 仪表气源
3
本工程仪表用气约 50Nm /h,气源需净化处理,要求气尘粒直径