磷酸铁锂动力锂离子电池大规模产业化技术

发布时间:2015-05-27

　　所属战略性新兴产业领域： 新能源汽车

　　所属高新技术领域： 新能源与节能

　　单位名称： 海特电子集团有限公司

　　成果简介：

　　1.1科技成果简介

　　磷酸铁锂动力电池技术为我公司自主立项研发的项目。从2008年开始与河北工业大学合作研究并进行产业开发，迄今已经6年时间，技术比较成熟。经过5年的大规模生产验证，各项性能指标经信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心检测，均达到国际先进水平。该成果于2013年7月22日由山东省科学技术厅组织专家通过鉴定，登记文号：鲁科成鉴字【2013】第360号。

　　成果创新性：

　　1.2创新性

　　1、利用公司检验中心对原料体系进行预评估，确定材料性能，计算出电池的工艺参数和加工工艺。

　　2、利用具有自主知识产权的磷酸铁锂电池制造技术，通过精细设计负极正极材料微粉尘清除、极片容量比、孔隙分布、配合体系优化、微小阶跃电流化成制度，实现负极SEI膜稳态成膜，实现磷酸铁锂电池的高比能量化、大倍率化和低温性能的大幅度改进。

　　3、利用具有自主知识产权的磷酸铁锂电池成组技术，提出了电池管理系统的BMS效率优先设计方案，成功实现了大型磷酸铁锂电池组的长寿命、安全设计。

　　4、本项目已申请相关专利8项，创新点包括：1)电池原料体系的在线预评估技术;2)正负极极片的微粉尘清除技术;3)微小阶跃电流化成技术;4)电池效率优先的电池管理系统(BMS)。

　　成果独占性：

　　1.3独占性

　　磷酸铁锂的应用依赖于材料的本体性能和制造电池工艺配合，实际使用时必须予以严格区分。本项目通过对磷酸铁锂材料参数测量、应用过程的综合和系统的研究，对磷酸铁锂材料有一个清晰的概念，可有效地指导磷酸铁锂电池产业的生产和应用。

　　而国内大多数磷酸铁锂材料厂家没有足够的财力和能力建立齐全的研发机构，也没有深度研发的能力。无论是技术人员还是操作人员，对磷酸铁锂材料性能的理解都比较肤浅，存在重生产轻检验的现象。特别是对材料的检验过程，以及通过检验判定材料的基本性能，都还比较茫然。以至于材料厂家与锂离子电池厂家对接时，经常在沟通上出现较大的理解偏差，甚至对某些测量参数的理解都不尽一致。

　　因此，我们采用自行研发的磷酸铁锂材料配合电池制造工艺的研究，具有独特性，其它企业较难模仿。

　　成果盈利性：

　　1.4盈利性

　　公司通过电池原材料及电池生产制造工艺的同步开发，电池产品成本可比同类厂家降低约20%，性能提高约6%，具有较好的盈利性。

　　成果持续性：

　　1.5持续性

　　海特电子集团有限公司于2008年和河北工业大学合作开发磷酸铁锂电池及相关技术，成立了多个研发机构。公司和大学的科研人员经过了长期的研发，完全掌握的磷酸铁锂电池的技术体系。河北工业大学和海特电子集团拥有核心技术秘密和自主知识产权。经过研发团队的多年努力，该技术产品已经经过了原理性试验和生产小试、中试、批量化生产，自主设计了年产10亿Ah电池生产线。该生产线也正在建设中。

　　成果先进性：

　　1.6先进性

　　经专家组鉴定，本项目技术达到国际先进水平。其关键技术在于：

　　1、磷酸铁锂正极材料为主的原料预评估技术：利用检验中心对所有原料在投料前进行详细检验，以检验结果确定电池的具体生产制造工艺。

　　2、电池制造技术：利用具有自主知识产权的磷酸铁锂电池制造技术，通过精细设计负极正极材料微粉尘清除、极片容量比、孔隙分布、配合体系优化、微小阶跃电流化成制度，实现负极SEI膜稳态成膜，成功实现了磷酸铁锂电池的高比能量化、大倍率化和低温性能的大幅度改进。

　　3、电池组制造技术：利用具有自主知识产权的磷酸铁锂电池成组技术，提出了电池管理系统的BMS效率优先设计方案，成功实现了大型磷酸铁锂电池组的长寿命、安全设计。

　　主要的技术指标比较：

　　1、磷酸铁锂电池容量高，品质稳定：18650电池可以做到1600mAh，26650电池可以做到3300 mAh，产品优良品率达到99%以上;国内其它厂家一般只做到1500 mAh、3200 mAh。

　　2、磷酸铁锂电池可以实现40-50C倍率放电，居国内外领先水平。

　　3、磷酸铁锂电池低温性大幅度改善，可以实现-40℃放电;国内其它厂家一般为-20℃。

　　4、电池组可以实现2000次循环使用，本项目产品已出口到30多个国家和地区，是目前国内出口量最大的厂家。

　　成熟度： 大批量

　　市场分析：

　　2.1市场分析

　　磷酸铁锂材料由于具有循环寿命长、安全性能高、成本低廉、高温稳定、资源丰富等优点，成为了锂离子动力电池的首选正极材料，特别是磷酸铁锂材料的高安全特性，吸引了国内外众多研发机构和生产厂家的关注。磷酸铁锂电池由于其自身的优势被广泛应用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动助力车、发电储能装置等各个领域。公司产品已获得ROHS认证、CE认证、UN38.3认证等多项认证。

　　商业模式分析：

　　2.2商业模式分析

　　公司将充分发挥自主创新和研发能力，采取产学研合作方式，加大与各院校单位的合作，充分利用高等院校的技术资源，积极将科研机构最新研究成果结合企业实际进行产业化，全力打造技术含量高的品牌产品，提高产品综合竞争力。面对同行业的产品竞争，公司将以更具优势的价格，通过全面、及时的技术服务和一揽子解决方案，在市场中不断提高占有率，获利方式主要由：1、产品销售后获得经济效益，尽快实现规模化生产，降低成本，提升技术水平，从而确保公司项目稳健持续发展。2、通过技术、开发服务为产品后续使用单位研发新产品、开辟新用途，间接扩大产品的销售。

　　营销状况：

　　2.3营销状况

　　该项目产业化后，市场前景非常广阔。磷酸铁锂动力电池目前已经可以部分替代铅酸电池，未来可实现完全替代，无需培育新的市场。产品推广的措施有：1、进行重点地产品推介宣传，特别是网络宣传;2、积极参加学术交流活动，让行业内认可海特电池的高质量;3、提高公司人员水平和素质，积极打造高科技企业平台;4、努力进入有影响力的资本市场，利用充裕的资金进行产能扩张。

　　目前，已有多家客户试用，如中通客车、齐鲁客车以及部分国外客户。

　　拟采取的转化方式： 其他

　　应用推广的已投入情况： 3000万元

　　资金需求额： 8000万元

　　融资用途： 其他

　　核心管理团队人员情况：

　　核心管理团队人员情况

　　课题组以梁广川教授为首。梁教授现任河北工业大学能源与环保材料研究所所长，海特电子集团研究院院长、山东省电池工程技术研究中心主任。从1991起在河北工业大学任教，2008年参与组建海特电子集团研究院和山东省动力电池工程技术中心，曾多次带领团队承担国家或地区科技研发专项项目，具有市场导向思维，可以分享。现有团队是一支年轻有活力的团队，本科以上学历27人，研究、技术人员16人。

　　治理结构：

　　5.1治理结构

　　公司采用“三权分立”制度，即决策权、经营管理权、监督权分属于股东会、执行总裁、监事会。通过权力的制衡，使三大机关各司其职，又相互制约，保证公司顺利运行。关联交易较少。

　　管理结构：

　　5.2管理结构

　　公司实行董事长领导下的总经理负责制，按照ISO9001、16949质量管理体系标准运行。各部门独立承担责任、有效协作，团队凝聚力强。

　　主营业务名称： 磷酸铁锂动力电池

　　近三年主营收入： 23000万元

　　净利润： 3450万元

　　毛利率： 25%

　　评价机构： 山东省科学技术厅

　　评价方式： 鉴定

　　评价日期： 2013年7月22日

　　评价意见：

　　7.3评价意见

　　受山东省科技厅委托，枣庄市科技局于2013年7月22日组织专家，在枣庄对海特电子集团有限公司和河北工业大学共同完成的“磷酸铁锂动力锂离子电池产业化技术”项目进行了技术鉴定。鉴定委员会听取了项目组的汇报，审阅了相关材料，经质询、讨论，形成鉴定意见如下：

　　1、提供的文件齐全，数据准确可靠，符合鉴定要求。

　　2、该项目在对磷酸铁锂材料系统评价的基础上，确定了电池制备工艺参数，通过对正负极材料的精细设计和匹配，采用新的电流化成制度，提高了磷酸铁锂电池的综合性能。提出了电池管理系统的效率优先设计方案，改善了磷酸铁锂电池组的循环性能、安全稳定性和适配性。

　　3、利用该技术制造的磷酸铁锂动力电池经国家相关机构检测，产品性能符合国家相关标准要求，使用效果良好，得到了国内外用户好评和市场的认可，取得了显著的经济效益和社会效益。

　　4、牵头编制了2项磷酸铁锂电池的山东省地方标准。

　　综上所述，鉴定委员会认为，该项目总体技术达到了国际先进水平，其中在磷酸铁锂材料与电池制备工艺的结合方面独具特色和创新性。鉴定委员会一致通过该项目的技术鉴定。

　　建议：提升电池生产的自动化水平，以利于电池一致性的进一步提高。