泸州电池负极材料项目实施方案.docx
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1、泓域咨询/泸州电池负极材料项目实施方案目录第一章 市场分析6一、 硅碳和硅氧为主要路线,技术革新在即6二、 产业化布局逐步推进,技术更新突破壁垒7三、 新一代锂电材料,市场化进程加速8第二章 项目总论11一、 项目名称及项目单位11二、 项目建设地点11三、 可行性研究范围11四、 编制依据和技术原则11五、 建设背景、规模12六、 项目建设进度14七、 环境影响14八、 建设投资估算14九、 项目主要技术经济指标15主要经济指标一览表15十、 主要结论及建议17第三章 项目建设背景、必要性18一、 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18二、 行业壁垒明显,技术迭代
2、推进降本与增效18三、 全面融入成渝地区双城经济圈建设20四、 打造协同创新中心22五、 项目实施的必要性24第四章 建筑技术分析26一、 项目工程设计总体要求26二、 建设方案27三、 建筑工程建设指标28建筑工程投资一览表28第五章 产品规划与建设内容30一、 建设规模及主要建设内容30二、 产品规划方案及生产纲领30产品规划方案一览表31第六章 发展规划32一、 公司发展规划32二、 保障措施38第七章 法人治理结构40一、 股东权利及义务40二、 董事45三、 高级管理人员49四、 监事51第八章 劳动安全生产54一、 编制依据54二、 防范措施55三、 预期效果评价61第九章 节能说
3、明62一、 项目节能概述62二、 能源消费种类和数量分析63能耗分析一览表63三、 项目节能措施64四、 节能综合评价65第十章 工艺技术设计及设备选型方案66一、 企业技术研发分析66二、 项目技术工艺分析68三、 质量管理69四、 设备选型方案70主要设备购置一览表71第十一章 组织机构管理73一、 人力资源配置73劳动定员一览表73二、 员工技能培训73第十二章 投资方案76一、 投资估算的编制说明76二、 建设投资估算76建设投资估算表78三、 建设期利息78建设期利息估算表79四、 流动资金80流动资金估算表80五、 项目总投资81总投资及构成一览表81六、 资金筹措与投资计划82项
4、目投资计划与资金筹措一览表83第十三章 项目经济效益85一、 经济评价财务测算85营业收入、税金及附加和增值税估算表85综合总成本费用估算表86固定资产折旧费估算表87无形资产和其他资产摊销估算表88利润及利润分配表90二、 项目盈利能力分析90项目投资现金流量表92三、 偿债能力分析93借款还本付息计划表94第十四章 招标方案96一、 项目招标依据96二、 项目招标范围96三、 招标要求96四、 招标组织方式97五、 招标信息发布100第十五章 风险评估101一、 项目风险分析101二、 项目风险对策103第十六章 项目总结分析105第十七章 附表附件106营业收入、税金及附加和增值税估算表
5、106综合总成本费用估算表106固定资产折旧费估算表107无形资产和其他资产摊销估算表108利润及利润分配表109项目投资现金流量表110借款还本付息计划表111建设投资估算表112建设投资估算表112建设期利息估算表113固定资产投资估算表114流动资金估算表115总投资及构成一览表116项目投资计划与资金筹措一览表117第一章 市场分析一、 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
6、(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,但尚未形成标准化方法。硅基负极生产技术可分成机械球磨法、化学气相沉积法、高温热解法、溶胶凝胶法,其中机械球磨法对设备要求较为简单,制造成本较低,
7、在工业化量产中应用较广。球磨可以促进原料颗粒之间的均匀混合并获得较小的粒径,同时颗粒之间空隙也有利于电池的循环性能的提高。硅基负极的制备过程前端工序各不相同。目前硅碳负极生产工艺中,碳材料复合和烧结等步骤技术已较为成熟。由于纳米硅具有较高的表面能,极易团聚形成微米级颗粒,故硅碳负极生产的核心难点在于纳米硅粉的制备。硅氧负极的制备过程相对复杂,通常是先利用二氧化硅和单质硅作为原料制备氧化亚硅,然后进行碳包覆等后续工艺。硅碳负极与硅氧负极制备的后端工序基本相同,包括前驱体的表面处理、筛分、除磁等环节,最终经过分装得到成品。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
8、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
9、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
10、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、 新一代锂电材料,市场化进程加速硅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
11、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
12、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。第二章 项目总论一、 项目名称及项目单位项目名称:泸州电池负极材料项目项目单位:xxx集团有限公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx园区,占地
13、面积约79.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。三、 可行性研究范围本报告对项目建设的背景及概况、市场需求预测和建设的必要性、建设条件、工程技术方案、项目的组织管理和劳动定员、项目实施计划、环境保护与消防安全、项目招投标方案、投资估算与资金筹措、效益评价等方面进行综合研究和分析,为有关部门对工程项目决策和建设提供可靠和准确的依据。四、 编制依据和技术原则(一)编制依据1、国家建设方针,政策和长远规划;2、项目建议书或项目建设单位规划方案;3、可靠的自然,地理,气候,社会,经济等基础资料;4、其他必要资料。(二)技术原则
14、1、立足于本地区产业发展的客观条件,以集约化、产业化、科技化为手段,组织生产建设,提高企业经济效益和社会效益,实现可持续发展的大目标。2、因地制宜、统筹安排、节省投资、加快进度。五、 建设背景、规模(一)项目背景材料性能:硅基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
15、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
16、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。(二)建设规模及产品方案该项目总占地面积52667.00(折合约79.00亩),预计场区规划总建筑面积106782.59。
17、其中:生产工程66368.83,仓储工程18269.14,行政办公及生活服务设施12922.42,公共工程9222.20。项目建成后,形成年产xx吨电磁负极材料的生产能力。六、 项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况,xxx集团有限公司将项目工程的建设周期确定为12个月,其工作内容包括:项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。七、 环境影响本项目污染物主要为废水、废气、噪声和固废等,通过污染防治措施后,各污染物均可达标排放,并且保持相应功能区要求。本项目符合各项政策和规划,本项目各种污染物采取治理措施后对周围环境影响较小。从环境保护角度,本项目建设是可
18、行的。八、 建设投资估算(一)项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资43731.01万元,其中:建设投资33735.22万元,占项目总投资的77.14%;建设期利息467.59万元,占项目总投资的1.07%;流动资金9528.20万元,占项目总投资的21.79%。(二)建设投资构成本期项目建设投资33735.22万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用28661.87万元,工程建设其他费用4303.42万元,预备费769.93万元。九、 项目主要技术经济指标(一)财务效益分析根据谨慎财务测算,项目达产后每年营业收入9
19、6100.00万元,综合总成本费用78808.12万元,纳税总额8191.89万元,净利润12649.46万元,财务内部收益率22.37%,财务净现值12818.82万元,全部投资回收期5.50年。(二)主要数据及技术指标表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积52667.00约79.00亩1.1总建筑面积106782.591.2基底面积33706.881.3投资强度万元/亩405.352总投资万元43731.012.1建设投资万元33735.222.1.1工程费用万元28661.872.1.2其他费用万元4303.422.1.3预备费万元769.932.2建设期利息万元467.59
20、2.3流动资金万元9528.203资金筹措万元43731.013.1自筹资金万元24645.683.2银行贷款万元19085.334营业收入万元96100.00正常运营年份5总成本费用万元78808.126利润总额万元16865.957净利润万元12649.468所得税万元4216.499增值税万元3549.4710税金及附加万元425.9311纳税总额万元8191.8912工业增加值万元27621.2113盈亏平衡点万元35350.81产值14回收期年5.5015内部收益率22.37%所得税后16财务净现值万元12818.82所得税后十、 主要结论及建议本项目生产所需的原辅材料来源广泛,产品
21、市场需求旺盛,潜力巨大;本项目产品生产技术先进,产品质量、成本具有较强的竞争力,三废排放少,能够达到国家排放标准;本项目场地及周边环境经考察适合本项目建设;项目产品畅销,经济效益好,抗风险能力强,社会效益显著,符合国家的产业政策。第三章 项目建设背景、必要性一、 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
22、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
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