遂宁硅基负极材料项目实施方案.docx
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1、泓域咨询/遂宁硅基负极材料项目实施方案目录第一章 项目投资背景分析7一、 市场空间:预计2025年全球硅基负极出货量有望达到14.9万吨7二、 行业壁垒明显,技术迭代推进降本与增效7三、 新一代锂电材料,市场化进程加速9四、 坚持创新驱动发展,努力厚植新发展优势10五、 项目实施的必要性12第二章 行业、市场分析14一、 负极材料新一轮技术迭代,硅基负极带来新优势14二、 产业化布局逐步推进,技术更新突破壁垒16三、 硅碳和硅氧为主要路线,技术革新在即17第三章 项目绪论19一、 项目名称及项目单位19二、 项目建设地点19三、 可行性研究范围19四、 编制依据和技术原则20五、 建设背景、规
2、模21六、 项目建设进度22七、 环境影响22八、 建设投资估算22九、 项目主要技术经济指标23主要经济指标一览表23十、 主要结论及建议25第四章 项目选址分析26一、 项目选址原则26二、 建设区基本情况26三、 构建现代产业体系29四、 主动服务国家重大发展战略全局32五、 项目选址综合评价34第五章 建筑技术方案说明36一、 项目工程设计总体要求36二、 建设方案37三、 建筑工程建设指标38建筑工程投资一览表38第六章 法人治理40一、 股东权利及义务40二、 董事45三、 高级管理人员50四、 监事52第七章 发展规划54一、 公司发展规划54二、 保障措施55第八章 运营管理5
3、8一、 公司经营宗旨58二、 公司的目标、主要职责58三、 各部门职责及权限59四、 财务会计制度62第九章 工艺技术及设备选型66一、 企业技术研发分析66二、 项目技术工艺分析69三、 质量管理70四、 设备选型方案71主要设备购置一览表71第十章 环境影响分析73一、 编制依据73二、 环境影响合理性分析73三、 建设期大气环境影响分析74四、 建设期水环境影响分析74五、 建设期固体废弃物环境影响分析75六、 建设期声环境影响分析75七、 环境管理分析76八、 结论及建议77第十一章 组织架构分析78一、 人力资源配置78劳动定员一览表78二、 员工技能培训78第十二章 投资估算81一
4、、 投资估算的依据和说明81二、 建设投资估算82建设投资估算表86三、 建设期利息86建设期利息估算表86固定资产投资估算表88四、 流动资金88流动资金估算表89五、 项目总投资90总投资及构成一览表90六、 资金筹措与投资计划91项目投资计划与资金筹措一览表91第十三章 项目经济效益93一、 经济评价财务测算93营业收入、税金及附加和增值税估算表93综合总成本费用估算表94固定资产折旧费估算表95无形资产和其他资产摊销估算表96利润及利润分配表98二、 项目盈利能力分析98项目投资现金流量表100三、 偿债能力分析101借款还本付息计划表102第十四章 项目招投标方案104一、 项目招标
5、依据104二、 项目招标范围104三、 招标要求105四、 招标组织方式105五、 招标信息发布107第十五章 总结分析108第十六章 附表附件110建设投资估算表110建设期利息估算表110固定资产投资估算表111流动资金估算表112总投资及构成一览表113项目投资计划与资金筹措一览表114营业收入、税金及附加和增值税估算表115综合总成本费用估算表116固定资产折旧费估算表117无形资产和其他资产摊销估算表118利润及利润分配表118项目投资现金流量表119本报告基于可信的公开资料,参考行业研究模型,旨在对项目进行合理的逻辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。第一章 项目
6、投资背景分析一、 市场空间:预计2025年全球硅基负极出货量有望达到14.9万吨预计2025年全球硅基负极出货量有望达到14.9万吨,渗透率将达到5.4%。目前锂电池主要应用于动力电池,消费电池与储能电池。以动力电池为例,测算圆柱电池及非圆柱电池的不同硅基需求,考虑到不同应用领域下硅基负极不同使用比例,再结合石墨负极与硅基负极的每GWh电池对应单耗,预计全球硅基负极的出货量将以每年60%以上的增速增长。预计硅基负极在将率先在高端车型上展现锋芒,并随着各大电池厂对大圆柱电池的产业布局迅速发展。届时,硅基负极渗透率快速提升,行业规模快速扩大。二、 行业壁垒明显,技术迭代推进降本与增效材料性能:硅基
7、负极材料的性能还有待提高。硅碳复合负极的首效可以达到86-91,已接近石墨产品,但其长循环后的容量保持率离石墨负极还有较大的差距。氧化亚硅负极材料的循环性能较好,但其偏低的首次效率将制约其应用。解决这些问题不仅需要优化材料的制备工艺,还需要从整个电池的工艺去着手解决。材料成本:硅基负极材料的成本还有待降低。硅基负极相对于石墨负极材料的制备工艺复杂,且各家工艺均不同,产品目前未达到标准化,导致其价格一直居高不下。硅基负极材料的制备过程中纳米硅粉生产对设备的要求极高,需要较大的资金投入且生产过程中能耗较大。硅氧负极制备的难点在于氧化亚硅的制备,原因在于其表面结构难以控制,并对其性能有着关键影响,且
8、生产效率低;其次为提高硅氧负极的首次库伦效率,常需要预锂化工艺,这无疑会增加产品的制备成本,抬高硅基负极价格。生产工艺:硅基材料的电池工艺还有待成熟。电池的制备流程以及匹配的主、辅材对硅基材料的性能发挥影响很大。近年来,虽然部分电池企业在硅基材料的应用中取得了一定的技术突破,但整体而言其技术工艺还不够成熟。硅基电解液的开发、预锂化技术的应用、粘结剂的选择等工作都需要电池和负极材料厂商共同开展,以加快硅基负极材料的产业化应用。领先公司技术储备优势明显,产品性能优秀。目前,贝特瑞及杉杉股份拥有较多的专利数目,科研技术处在领先水平,贝特瑞公司拥有60余项硅基负极材料专利,处于国内行业领先,掌握的“高
9、能量密度富锂氧化物硅碳技术”、“氧化亚硅表面改性技术”、“高容量硅碳产品开发技术”、“高首效氧化亚硅技术”行业领先,杉杉股份的硅基负极以氧化亚硅为主,目前该产品已在消费类和小动力市场实现批量应用,公司亦在推进纳米硅的研发,以实现高能密度电池的动力需求。硅基负极投资成本较高,规模化有望降本。贝特瑞的单万吨资产投资高达12.5亿元,而非负极企业如石大胜华、硅宝科技的单万吨资产投资在3-4亿元左右。原因在于贝特瑞采用硅基负极一体化生产,自己处理硅原料。相信随着制造工艺的成熟和技术的革新,以及硅基材料市场需求的不断扩大,规模化生产后硅基材料的加工成本必将逐渐下行。三、 新一代锂电材料,市场化进程加速硅
10、基负极能量密度优势巨大,硅碳与硅氧为主要技术路线。目前广泛使用负极材料是石墨材料,但商业化的石墨负极容量发挥已接近其理论比容量,限制其进一步的应用。硅基负极具有很高的理论比容量和较低的电化学嵌锂电位,快充性能优异,这正是便携式电子产品、无人机、新能源汽车和储能电池系统等一系列新技术领域发展的迫切需要。硅碳复合材料与硅氧复合材料是硅基负极的主要技术路线。硅系与碳复合体系综合吸收了碳与硅系材料稳定与高容量密度的优点,在锂电池上表现出高质量比容量和长循环寿命。4680大圆柱高密度电池需求放量,硅基负极将迎快速增长。在特斯拉和头部电池厂的推动下,预计4680电池将迎来需求拐点,带动主辅材向高能量高倍率
11、方向加速升级,而无论从适配程度、能量密度提升角度而言,“高镍+高硅”将是最适合搭配4680电池的方案。随着主流电池厂纷纷跟进量产,4680电池的放量将有效带动相关行业进入快车道。硅系负极以其得天独厚的能量密度优势,未来有望在电池能量密度较高的三元电池体系中迎来快速增长。预计2025年全球硅基负极出货量将达到14.9万吨,渗透率将达到5.4%。体积膨胀降低寿命与低首次充电效率为产业化难点。目前行业壁垒在于材料性能,材料成本及生产工艺,硅材料在嵌锂过程中巨大的体积膨胀诱导极大的内应力产生,在脱嵌锂过程中不断使硅颗粒表面形成的SEI膜破裂与再生,导致电池中有限的活性锂损失,进而降低使用寿命导致低首次
12、充电效率。产业突破在于预锂化及材料端改性,预锂化能大幅度提高锂离子电池的首次库伦效率、弥补不可逆容量损失,材料端改性提升综合性能。目前各企业已加速布局硅基负极的生产,其中贝特瑞,杉杉股份等领军企业已开始量产,预计生产工艺及相关成本较高的问题将得到逐步解决。四、 坚持创新驱动发展,努力厚植新发展优势坚持创新在现代化建设全局中的核心地位,围绕创新链提升产业链,依托产业链优化创新链,持续提升创新能力和科技竞争力,打造成渝地区具有重要影响力的科技创新中心。 (一)做实创新平台统筹推进各领域创新发展,加快创新型城市建设。积极对接国家、省创新资源,培育一批国家级、省级企业技术中心、重点实验室、工程技术研究
13、中心,联建一批创新型产业集群、产业技术创新战略联盟。加快建设锂电新材料创新中心、西南电子电路创新中心、超声医学工程国家重点实验室临床研究中心,用好健康医疗大数据遂宁研究中心。大力发展科技成果转移转化服务平台,促成国家技术转移西南中心在遂宁设立分中心。积极创建国家级、省级科技企业孵化器、众创空间,支持遂宁高新区创建国家级科技企业孵化器。发挥好遂宁市成渝地区双城经济圈高质量发展研究院作用,探索政、产、学、研、用、金、才、介融合发展之路。整合共享区域创新资源,打造涪江流域科技创新走廊。 (二)做强创新主体强化企业创新主体地位,促进各类创新要素向企业集聚,构建以企业为主体、市场为导向、产学研用深度融合
14、的创新体系。加大科技型企业培育,引导优势骨干企业与高等学校、科研院所开展产学研用合作,联建产业、产品研发机构,共建小试、中试基地和成果转化基地,集中力量开展关键核心技术攻关。实行更加积极、更加开放、更加有效的人才政策,以“遂州英才工程”为统揽,全面落实“新人才十条”“人才生态十条”,大力实施“金荷花领军人才工程”“遂州英才千人计划”。拓展柔性招才引智范围,加强创新型、应用型、技能型人才培养,全方位集聚高精尖人才和高水平创新团队,建设川渝创新人才高地。 (三)做优创新生态疏通基础研究、应用研究和产业化双向链接通道,促进创新要素集聚。持续加大财政科技投入,加强科技金融服务和投融资力度,吸引社会资本
15、开展创新活动。加强知识产权保护,建设国家知识产权示范城市。加速科技成果转移转化,提高创新链整体效能,争创省级科技成果转移转化示范区。开展职务科技成果混合所有制改革,建立科技成果使用、处置和收益管理制度。优化创新资源配置,完善科技评价机制,深化科研项目和经费管理改革,扩大科研主体自主权。加强科普宣传,培育创新文化,在全社会营造尊崇创新、支持创新、参与创新的浓厚氛围。五、 项目实施的必要性(一)现有产能已无法满足公司业务发展需求作为行业的领先企业,公司已建立良好的品牌形象和较高的市场知名度,产品销售形势良好,产销率超过 100%。预计未来几年公司的销售规模仍将保持快速增长。随着业务发展,公司现有厂
16、房、设备资源已不能满足不断增长的市场需求。公司通过优化生产流程、强化管理等手段,不断挖掘产能潜力,但仍难以从根本上缓解产能不足问题。通过本次项目的建设,公司将有效克服产能不足对公司发展的制约,为公司把握市场机遇奠定基础。(二)公司产品结构升级的需要随着制造业智能化、自动化产业升级,公司产品的性能也需要不断优化升级。公司只有以技术创新和市场开发为驱动,不断研发新产品,提升产品精密化程度,将产品质量水平提升到同类产品的领先水准,提高生产的灵活性和适应性,契合关键零部件国产化的需求,才能在与国外企业的竞争中获得优势,保持公司在领域的国内领先地位。第二章 行业、市场分析一、 负极材料新一轮技术迭代,硅
17、基负极带来新优势锂电池负极材料对于锂离子电池起关键作用。在充电过程负极材料中不断地与锂离子发生反应,将锂离子“擒获并存储”起来,亦将外部的功以能量的形式存储在电池中。在电池的放电过程中,锂离子从负极转移到正极,电池对外做功。因此,锂离子与负极材料的可逆反应能力决定着锂离子电池的储能效应,锂离子电池性能的提高在一定程度上取决于对负极材料性能的改善。锂电池负极材料主要分为碳类材料和非碳材料。碳类材料包括天然石墨负极、人造石墨负极、软炭(如焦炭)负极、硬炭负极、碳纳米管、石墨烯、碳纤维等,非碳基材料主要分为硅基及其复合材料、锡基材料、钛酸锂、合金材料等。硅负极理论比容量优势明显。目前广泛使用负极材料
18、是石墨材料,但商业化的石墨负极容量发挥已接近其理论比容量(372mAh/g),限制其进一步的应用,因此迫切需要开发出具有更高比容量的负极材料。而硅负极具有很高的理论比容量(4200mAh/g)和较低的电化学嵌锂电位,快充性能优异,这正是便携式电子产品、无人机、新能源汽车和储能电池系统等一系列新技术领域发展的迫切需要。硅负极在充放电过程中存在巨大体积膨胀。硅负极在循环过程中的体积膨胀较大,会导致较差的循环寿命和不可逆容量,严重阻碍了其商业化应用。体积膨胀效应引起纳米硅颗粒与电极极片的机械稳定性变差、活性颗粒之间相互的接触不好、以及表面SEI钝化膜的稳定性降低,使得锂电池的寿命和安全性能都面临着挑
19、战。硅负极的首次充电效率较低。在锂离子电池首次充电过程中,有机电解液会在负极表面还原分解,形成固体电解质相界面(SEI)膜,不可逆地消耗大量来自正极的锂离子,造成首次循环的库仑效率偏低,降低了锂离子电池的容量和能量密度。现有的石墨材料有5%10%的首次不可逆锂损耗,由于硅材料的表面积高于石墨,首次不可逆锂损耗达15%35%。硅负极与碳复合材料优势互补,体积膨胀改善明显。碳负极材料具有良好的循环稳定性能和优异的导电性,且锂离子对其层间距并无明显影响,在一定程度上可以缓冲和适应硅的体积膨胀;此外,硅与碳化学性质相近,二者结合紧密,因此碳常用作与硅复合的首选基质。在硅碳复合体系中,硅颗粒作为活性物质
20、,提供储锂容量;碳既能缓冲充放电过程中硅负极的体积变化,又能改善硅系材料的导电性,还能避免硅碳颗粒在充放电循环中发生团聚。因此硅碳复合材料综合吸收了二者特有的优点,在锂电池上表现出高质量比容量和长循环寿命,代替石墨成为新一代锂离子电池负极材料。二、 产业化布局逐步推进,技术更新突破壁垒硅碳负极产业化难点:体积膨胀降低寿命与低首次充电效率。硅材料在嵌锂过程中巨大的体积膨胀诱导极大的内应力产生,内应力的释放会导致硅颗粒破裂甚至粉化,破碎的硅颗粒与电极失去电接触,还会导致电极结构破坏,部分电极与极片失去电接触,导致电池容量衰减。此外,硅颗粒在脱嵌锂过程中剧烈的体积膨胀所形成的外应力不断使硅颗粒表面形
21、成的SEI膜破裂,硅颗粒表面与电解液重新接触导致SEI膜反复再生,导致电池中有限的活性锂损失,进而降低使用寿命。而锂离子电池首次充放电过程中,SEI膜的形成会永久地消耗来自正极的锂,造成首次库伦效率(首次充电效率)和能量密度偏低。其次,硅的导电性能相较碳材料来说较差,在高倍率下不利于电池容量的有效释放。负极预锂化能大幅度提高锂离子电池的首次库伦效率、弥补不可逆容量损失。对于硅基负极首效较低的问题,主要是因为硅材料比表面积较大,导致电极在首次嵌锂的过程中产生大面积SEI膜,从而消耗电池中的锂离子。使用预锂化技术在电极正式充放电循环之前添加少量锂源,可以弥补反应中过量消耗的锂,补充SEI膜形成过程
22、中的副反应和阴极锂的消耗,在一定程度上减轻了体积膨胀,提高了锂离子电池的整体性能。负极预锂化工艺难度高,规模化有望降本。预锂化有正极补锂与负极补锂两种方法。负极补锂的方式主要包括金属锂粉、锂合金化合物、化学和电化学补锂等,正极补锂的方式主要包括富锂添加剂、二元锂化合物、逆转化反应的纳米复合材料补锂等。现阶段,由于金属锂的使用与生产环境、常规溶剂、粘结剂及热处理等过程不兼容,相比于正极补锂,负极补锂由于成本与工艺原因,难度相对较高,预计随着硅基负极的需求提升,相关成本将会下降。三、 硅碳和硅氧为主要路线,技术革新在即硅碳复合材料与硅氧复合材料是硅基负极的主要技术路线。目前,硅基材料的主要发展方向
23、是硅碳复合材料与硅氧复合材料。硅碳复合材料是指纳米硅与石墨材料混合,硅氧复合则是通过在高温下气象沉淀硅与二氧化硅(SiO2),使硅纳米颗粒(25nm)均匀分散在二氧化硅介质中制得氧化亚硅(SiO),再与碳复合制成。氧化硅材料既能发挥硅的高容量优势,又能够抑制硅的体积变化。硅氧负极的综合性能较好,是下一代高比能硅基负极材料的选择。在硅氧负极中的Li+在SiO中具有更高的扩散速度,表现出更好的倍率性能;同时,嵌锂过程中体积膨胀也显著小于硅碳负极,循环寿命更长。近年来,硅氧负极的首次效率经过材料厂家的努力已经提升显著,其更优的综合性能为未来硅基负极的发展指明方向。制备方法:机械球磨法较先应用,但尚未
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- 遂宁 负极 材料 项目 实施方案
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