精品电子信息产业发展基金项目可研报告.docx

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精品电子信息产业发展基金项目可研报告

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电子信息产业发展基金

项目可行性报告

项目名称：

纳米硅线大功率动力锂电池负极材料

申报单位：

镇江科捷锂电池有限公司

地址及邮编：

江苏省镇江市京口工业园区金阳大道1号

项目负责人：

崔立峰博士

财务负责人：

丁志文

法定代表人：

赵冬冬

填报日期：

2010年3月11日

中华人民共和国工业和信息化部印制

一、市场分析

（一）市场前景

1.当前市场规模、市场增长率

（1）全球市场现状

全球市场现状电池材料需求强劲，市场规模逐年增长，随着全球快速发展的经济对新能源材料需求的增加，以及手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、汽车等产品对新型、高效、环保新能源材料的强劲需求，全球锂电池、太阳能电池、燃料电池发展迅速并带动相关材料产业的发展。

在锂电池、太阳能电池、燃料电池市场增长的强劲带动下，全球电池新材料市场稳步成长。

从市场规模看，2007年全球电池新材料市场规模为13.8亿美元，2009年达到24.4亿美元，2007～2009年复合增长率为15.3％。

消费电子下游推动，电池市场增长迅速。

锂电池方面，尽管全球销量逐年增加，2009年市场规模达到60.3亿美元，在锂电池市场增长的拉动下，锂电池材料整体市场呈上升趋势。

2007年销售额为4.7亿美元，但由于价格的波动，2008年降为3.9亿美元，之后有所上升，2009年达到5.8亿美元，2007～2009年复合增长率为5.4％。

在锂电池材料细分市场，由于价格的下降，造成锂电池部分材料销售额的下降。

从锂电池材料细分市场份额看，正极材料、负极材料、电解液、隔离膜所占市场份额基本呈稳定增长趋势。

（2）中国市场发展现状

电池新材料市场快速增长，市场结构有待改善，中国快速发展的经济对能源需求的逐年增加，推动锂电池、太阳能电池、燃料电池的发展，并带动相关材料市场的成长，已成为现今能源的主要发展趋势。

从市场规模看，2009年达到27.7亿，2007～2009年复合增长率为62.2％。

从市场结构看，中国电池新材料市场主要以锂电池材料和太阳能电池材料为主。

目前国内开发和生产的动力型锂离子电池基本上是把目前技术上比较成熟的小型（比如手机电池）单体电池简单做大或通过电池模组来达到特定的动力和能量，实践证明仅仅把单体电池简单做大不能满足最基本的安全性要求；安全性问题已经成为锂离子动力型电池进一步发展的瓶颈，单体电池的一致性和稳定性受工艺设备及电池工作条件等因素影响很大。

因此，这些组装起来的大容量电池的稳定性及还不能实现实际应用所需要的高倍率放电能力，它们的高倍率放电能力达不到用户（比如混合电动车）所要求的10-15C充放电要求。

本项目“纳米硅线大功率动力锂电池负极材料”是针对研发制造高功率单体动力锂电池而配套的关键材料，对于研发生产高功率单体动力锂电池具有举足轻重的作用，目标市场主要在于高端动力锂电池，主要适用于现有市场比如混合动力车，纯电力汽车，UPS等产业生产需求，这些潜在的发展市场，已经为本项目提供了足够的市场空间。

①汽车用锂电池市场

由于环保汽车在全球范围内受到追捧，混合动力车及电动汽车走俏，今后几年，车用锂电池市场将迅速扩大。

“预计到2014年，该市场的规模将迅速扩大至2.25万亿日元（约合248亿美元），是2008年的约215倍。

”这是日本专业市场调查机构富士经济研究所最近得出的统计数据。

为应对减排和石油资源日渐匮乏的双重压力，大多数国家都将发展新能源汽车视做振兴本国汽车产业和节能减排的最重要途径，而减排压力最大的中、美两国成为推动新能源汽车发展的旗手。

日前，中、美发布的《联合声明》称，双方将启动中、美电动汽车倡议，使两国在未来数年有几百万辆电动汽车投入使用。

我国去年3月发布的《汽车产业调整和振兴规划》中，对发展新能源汽车也制定了大致目标——未来三年，中国将形成50万辆纯电动充电式混合动力和普通型混合动力新能源汽车产能。

到2012年，新生产汽车中将有10%是节能与新能源汽车，新能源汽车产值有望达到5000亿元。

现在全球电动车电池技术发展有两大方向：

一是从现有的二次电池加以改良，另一则是开发新的燃料电池。

目前电动车用电池多数仍停留在价格相对便宜的铅酸电池等传统产品上，但随着技术突破和生产成本有效控制，锂电池和镍氢电池质轻、续航里程长以及高能量密度和输出功率的优势逐渐浮现，长期来看将成为发展主流。

专家预测，从现在到2015年，全球市场对混合动力汽车电池的需求将增加三倍，价值总额达23亿美元，日美欧汽车大厂预计2011年前后将正式在乘用车上搭载锂离子电池。

目前国内汽车造商比如奇瑞汽车公司计划每年生产上万辆以上HEV，奇瑞一家汽车商就意味着每年需要采购七八千万人民币的动力锂电池，所以本项目在电动汽车电池领域首先定位于市场适应性相对较强的混合动力电池产品，有利于项目的产业化运作。

本项目研发、生产的主打产品就是混合动力汽车专用动力锂电池的负极材料，从上述对汽车锂电池的发展趋势和市场容量就可以看出，本项目所研发的“纳米硅线大功率动力锂电池负极材料”在新能源汽车上将具有广阔的市场。

②中国电动自行车用锂电池市场

目前，电动自行车的锂动力电池技术开发已经成熟，正处于产业化的前夜，根据分析显示：

中国有4亿的自行车拥有量，这4亿的自行车客户如果只有2%的人能够换成电动自行车就需要24亿瓦时电池能量；如果每颗高容量大型锂离子电池的能量是10安时（36瓦时），共需要6700万颗电池。

调查表明，全国五大城市50%用自行车的人有使用电动自行车的愿望，所以动力锂电池在电动自行车领域也有巨大的市场需求，因此由电动自行车锂电池催生出来的“纳米硅线大功率动力锂电池负极材料”也是极其广阔的。

③中国锂离子UPS动力电池市场（代替铅酸UPS）

随着计算机行业和各种信息网络的发展，无间断电源（UPS）市场不断扩大。

各种网络的正常运行，必须要有可靠的无间断电源系统作保障。

据中国电子报的最新统计，中国的UPS市场规模在50至100亿元。

而锂离子UPS动力电池的使用寿命大约为传统铅酸的3至5倍，而锂离子UPS动力电池（大批量产业化后）的价格比传统铅酸UPS电池的价格只贵30%左右，由于在价格性能比上的优势，锂离子UPS动力电池市场非常看好，因此，本项目产品纳米硅线大功率动力锂电池负极材料市场前景广阔。

2.技术和产业发展趋势

本项目产品纳米硅线负极材料的储锂容量是传统碳材质的10倍，循环寿命达到碳的4-5倍，而且在大功率放电条件下，纳米硅线依然保持卓越的容量和安全性能。

但是我们所生产的负极材料价格只是传统石墨负极材料2倍，具有很强的市场竞争力，在服务方面，我们企业对于研发的投入巨大，建有占地40亩，建筑面积1.5万平方的研发中心，研发仪器设备投入高达近千万元人民币。

同时依托美国斯坦福大学，复旦大学组建的科研团队具有一流的研发能力，都为产品的不断改进升级，提供了强大的智力保障和技术支持。

可以根据不同的客户需求来制定出合理的生产方案，从而满足不同客户的要求。

目前锂电池的发展趋势已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展，全球锂电池需求量随着应用领域的不断扩展而逐年递增，中国已是仅次于日本的锂电池生产大国，市场增长空间巨大。

许多中国企业已经加大了各种资源的投入，例如增加自动化或者半自动化设备，生产模式由劳动密集型向半自动化和自动化转型，开发自主创新的工艺技术，进一步完善质量体系，通过提升产品品质和劳动生产率，向高端市场和高端产品发展，已经成为当今中国锂电池产业的发展趋势。

（二）市场竞争

锂离子电池的应用领域也十分广泛，目前在手机、笔记本电脑、电动工具、数码相机、音频设备和游戏机等领域都有重要应用，手机市场和手提电脑市场一直是锂离子电池的最主要市场，这一趋势在短期内仍然不会改变。

但长期来看，未来随着新能源汽车的推广，汽车用锂离子动力电池将迎来高速增长，锂离子市场的传统格局或将被打破。

随着中国快速发展的经济对电池新材料需求的增加，以手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、汽车等产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，并一直保持着快速的发展状态，未来市场前景很可观，调查显示，锂电池材料在过去的7年的复合增长率达到了30%，2008年全球负极材料的需求达到了2.5万吨，据有关部门预测，这一需求在2015年将达到15万吨，年复合增长率将达到45%。

目前对于锂电池的需求预测各不相同，主要在于电动汽车的发展速度存在争议，但可以肯定的是，未来电动汽车对于电子材料的需求，将超越手机、笔记本电脑和电动工具，成为推动电池材料需求的主要因素。

以比亚迪的F3DM电动汽车为例，一辆汽车所需要的锂电池材料就相当于4000台笔记本电脑的用量。

在锂电池材料市场，中国厂商迅速崛起，中信国安盟固利、余姚金和、杉杉科技、国泰华荣等厂商在正极材料、负极材料、电解液市场竞争力逐渐增强，而在隔离膜市场还需奋起直追。

在下游锂电池市场，深圳比亚迪、深圳比克、深圳邦凯科技、TCL金能等厂商已在全球锂电池市场占据相当大的市场份额，中国已形成锂电池相对完整的产业链。

在当前及今后相当长一个时期（至少10年），锂离子电池最大的市场需求来自为IT产业提供配套（手机57.4%，笔记本电脑31.5%，其他11.1%）目前我国普通手机用低端方形锂离子电池已经达到了产销平衡，但还不能批量生产用于笔记本电脑、摄像机和第三代移动通讯设备等的高档锂离子电池，锂离子电池负极材料已成为制约我国高性能锂离子电池发展的瓶颈。

为满足市场需求，大连太阳集团、天津巴莫科技、北京中信国安等钴酸锂、锰酸锂生产厂家不断扩大生产规模，总产能已超过8000吨，但仍有1万多吨市场缺口不能满足。

未来动力电池领域材料发展趋势可以做如下的判断：

由于市场上现有的锂电池负极材料本身存在的安全问题、性能问题和高昂的价格，使其一直在动力电池门外徘徊，始终没有完全进入动力电池领域。

镇江科捷锂电池有限公司本着“自主创新、专注务实”的原则，以强大的研发力量和卓越的技术创新能力致力于大功率动力锂电池及其相关产品的技术研发工作，所研制成功的项目产品“纳米硅线大功率动力锂电池负极材料”，摒弃了由于传统锂电池采用石墨作为负极，在其使用过程中，特别是在大电流放电情况下，存在寿命短，安全性差等缺陷，我公司采用纳米硅线作为负极的动力锂电池在大功率充放电情况下仍具有良好的安全性能，该新型负极材在动力锂电池领域将有广阔的用途，为大功率锂电池在纯电力汽车、混合动力汽车、UPS不间断电源以及电动自行车等产品上的商业化应用提供了可能。

同时，作为一种新型替代能源，大功率动力锂电池的商业化应用必将创造可观的经济效益和社会效益。

（三）市场定位：

1、申报单位的竞争优势

（1）技术和研发基础优势

本项目所使用的技术源于美国斯坦福大学崔立峰博士所在的科研团队历经三年时间的研发成果，由本公司研发团队进行了创新性研发与产品化实现。

该团队包含斯坦福大学世界著名教授两名，博士6名。

该研发项目在素有“锂电池之父”之称的RobertA.Huggins教授的带领下，由崔立峰博士（本公司总经理）作为主要技术负责人完成，前后投入科研经费超过100万美元。

该项目前期所牵涉的所有的实验均在斯坦福大学材料工程系的材料合成实验室和锂电池测试实验室完成，这两个实验室拥有世界顶尖的实验设备和科研人员以及深厚的研发经验。

此项科研成果已经发表在世界知名纳米科技学术期刊《NanoLetters》上，其美国专利《Crystalline-AmorphousCore-ShellSiliconNanowiresasBatteryElectrodes》的申请正在审核过程中，有望在年内获得授权。

同时，本项目的国内发明专利《无定形纳米硅线的的制备方法及在锂电池负极上的应用》申请也于近日被正式受理。

该研究成果受到了全世界的关注，国内外几大新闻组织，例如《ScienceDaily》（美国），《PopularMechanics》（美国），《科技日报》，《新浪科技新闻》等均对其进行了报道。

本项目负责人崔立峰博士已经发表的相关论文

1.“Crystalline-AmorphousCore-ShellSiliconNanowiresforHighCapacityandHighCurrentBatteryElectrodes”,L.F.Cui,C.K.Chan,R.Ruffo,H.Peng,andY.CuiNanoLett.,inpress,2008.IF＝9.627

2.“ProbingtheElectronicandStructuralPropertiesofDopedAluminumClusters:

MAl12-（M=Li,Cu,andAu）”R.Pal,L.F.Cui,S.Bulusu,H.J.Zhai,L.S.Wang,andX.C.ZengJ.Chem.Phys.128,3.“StableIcosahedralHollowCageClusters:

Stannaspherene（Sn122–）andPlumbaspherene（Pb122–）”,L.F.CuiandL.S.Wang,Int.Rev.Phys.4.“PhotoelectronSpectroscopicandComputationalStudiesofSodiumAurideClustersNanAun-（n=1–3）”,L.F.Cui,X.Li,L.S.Wang,Y.C.Lin,5.“EvolutionofelectronicpropertiesofSnn-（n=4–45）clustersbyphotoelectronspectroscopy”,L.F.Cui,L.M.Wang,andL.S.Wang,J.Chem.Phys.,126,064505（2007）.IF＝3.044

MolecularCageClusters”,L.F.Cui,X.Huang,L.M.Wang,J.Li,andL.7.“Pb122-:

Plumbaspherene”,L.F.Cui,X.Huang,L.M.Wang,J.Li,andL.cover）.IF＝2.918

8.“Sn122-:

Stannaspherene”,L.F.Cui,X.Huang,L.M.Wang,D.Y.Zubarev,A.I.Boldyrev,J.Li,andL.S.Wang,J.Am.Chem.Soc.,128,9.“PhotoelectronSpectroscopyofAlnD2-（n=3-15）:

ObservationofChemisorptionandPhysisorptionofDi-DeuteriumonAluminumCluster（2006）IF＝3.044

10.“OntheStructureandChemicalBondingofSi62-andSi62-inNaSi6-uponNa+Coordination”,D.Y.Zubarev,A.N.Alexandrova,A.I.Boldyrev,L.F.Cui,X.Li,andL.S.Wang,J.Chem.Phys.,124,11.“ExperimentalandComputationalStudiesofAlkali-MetalCoinage-MetalClusters”,Y.C.Lin,D.Sundholm,J,Juselius,L.F.Cui,X.Li,12.“StructuralEvolutionofAnionicSiliconClustersSin（20≤n≤45）”,J.Bai,L.F.Cui,J.Wang,S.Yoo,X.Li,J.Jellinek,C.Koehler,T.Frauenheim,13.“MagneticPropertiesinTransition-Metal-DopedGoldClusters:

14.“ChemicalBondinginSi52-andNaSi5-viaPhotoelectronSpectroscopyandabInitioCalculations”,D.Yu.Zubarev,A.I.Boldyrev,15.“ElectronicandStructuralEvolutionandChemicalBondinginDitungstenOxideClusters:

W2On-andW2On（n=1-6）”,H.J.Zhai,X.Huang,L.F.Cui,X.Li,J.Li,andL.S.Wang,J.Phys.Chem.A,109,16.“ElectronicStructureandChemicalBondinginMOn-andMOnClusters（M=Mo,W;n=3-5）:

APhotoelectronSpectroscopyandAbInitioStudy”,H.J.Zhai,B.Kiran,L.F.Cui,XLi,D.A.Dixon,andL.S.17"SiAu4:

Aurosilane",B.Kiran,X.Li,H.J.Zhai,L.F.Cui,andL.S.Wang,

本项目负责人崔立峰博士以往承担的各类科技计划项目

项目名称

参与开发时间

担任何种角色

铬组过渡金属氧化物纳米团簇在化学催化上的应用，美国国家自然基金

2003.6-2005.5

研发团队核心成员

第14组（碳组）单元素纳米团簇的研究，美国国家自然基金

2005.6-2007.5

研发团队核心成员

单晶硅纳米线在锂电池负极上的应用，美国基础能源科学基金

2007.6-2008.5

研发团队核心成员

无定形态硅纳米线在锂电池负极上的应用，美国国家自然科学基金

2008.6-2009.5

项目主持人

本项目负责人崔立峰博士获得或拥有的主要知识产权情况

知识产权成果名称

专利或版权著作权号

个人排名

Methodofproducing12-atomtinnano-clusters（12个锡原子团簇的产生方法）

第一

Crystalline-AmorphousCore-ShellSiliconNanowiresasBatteryElectrodes（晶体-无定态硅纳米硅线在电极材料上的应用）

斯坦福大学专利办公室受理号码：

08-312，年份：

2008

第一

Amicrofluidicchipforlong-termlive-cellimaging（一个微流体生物芯片在活体细胞长期观察及成像上的应用）

斯坦福大学专利办公室受理号码：

09-028，年份：

2009

第二

无定形纳米硅线的的制备方法及在锂电池负极上的应用

第一

（2）产品技术性能优势

以前关于硅作为锂电池负极的研究表明，无定形态硅不论是在储锂容量还是循环寿命上都比晶态硅优越很多，目前世界上虽然有很多研究组都在致力于纳米硅作为锂电池负极的研究，但是他们大都使用晶体形态的纳米硅，所得到的储锂容量以及循环寿命都不及我们的无定形纳米硅线的性能优越。

而且他们所使用的工艺复杂，合成成本非常昂贵，在工业生产上并没有实际应用。

 本项目使用一种相对简单的工艺来合成无定形纳米硅线，所得到的纳米线为无定形态，作为锂电池负极，各方面性能都优于此前研究的晶态纳米硅。

利用该技术所生产的纳米硅线负极材料的储锂容量是传统碳材质的10倍，循环寿命达到碳的4-5倍。

而且在大功率放电条件下，纳米硅线依然保持卓越的容量和安全性能。

在未来几年中，随着以大功率动力锂电池市场（特别是混合动力汽车市场）的逐步扩大，负极材料的市场需求也将相应增加，这都为本项目产业化提供了难得的机遇。

（3）营销优势

①市场空间大

随着中国快速发展的经济对电池新材料需求的增加，以手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、汽车等产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，并一直保持着快速的发展状态，未来市场前景很可观，调查显示，锂电池材料在过去的7年的复合增长率达到了30%，2008年全球负极材料的需求达到了2.5万吨，据有关部门预测，这一需求在2015年将达到15万吨，年复合增长率将达到45%，市场空间巨大。

②性价比高

本项目使用一种相对简单的工艺来合成无定形纳米硅线，所得到的纳米线为无定形态，作为锂电池负极，各方面性能都优于此前研究的晶态纳米硅。

利用该技术所生产的纳米硅线负极材料的储锂容量是传统碳材质的10倍，循环寿命达到碳的4-5倍。

而且在大功率放电条件下，纳米硅线依然保持卓越的容量和安全性能。

但是其价格只是传统石墨负极材料2倍，由此可见，项目产品“纳米硅线大功率动力锂电池负极材料”是一种具有很高性价比的产品，市场竞争力很强。

2、目标市场

国内的传统锂电池（主要服务于电子类产品）在产业上已经具有相当大的规模，总产量约占全世界的18%。

但是针对于大功率动力锂电池的企业却寥寥无几，我们的项目集中目标于大功率动力锂电池，志在服务纯电动汽车、混合动力、UPS不间断电源等广阔市场。

同时，在企业发展初期，我们主要生产纳米硅线锂电池负极材料，市场主要面向国内外大型锂电池生产厂家。

3、市场策略

（1）长期的营销策略

在市场竞争的条件下，没有一个着眼于公司长远发展的长期营销战略是不行的，于是我公司制定了“以国内外市场为导向，眼观六路，耳听八方以外销促内销，大胆推进，抢占大功率动力锂电池高档电池营销市场制高点”的市场营销战略。

（2）创名牌，依靠名牌开拓市场

名牌代表企业的形象，是企业的无形资产，我们创名牌计划主要做以下几点工作：

①引进、消化、吸收、创新外国先进技术和设备一步到位；

②高起点地瞄准国际市场，滚动式地不断开发高档电池新产品，不断进行产品品种的更新换代；

③狠抓龙头产品纳米硅线锂电池负极材料的质量，使其质量稳定，一直保持国内领先地位，达国际先进水平；

④利用外国先进技术和设备，来发展我们自己的名牌；

⑤充分发挥公司高水平研发团队的作用，充分调动广大技术人员的积极性和创造性，承担创新科研项目；

⑥不断强化企业形象的硬件和软件建设，不断提升科捷公司在国内外市场的地位；

⑦做好我们纳米硅线负极材料及大功率动力锂电池产品在国内外市场的定位工作，细化市场；

⑧不断扩大我司产品在国内外市场的覆盖面；

⑨多渠道、多形式、多层次地着眼市场长远利益广告宣传工作。

（3）不断强化预测市场的信息管理。

以国际贸易、国内销售部门的人员为中心广泛收集国际国内动力锂电池材料及其相关产品的销售市场的信息，信息经过加工处理后作为我们制定和调整各个时期营销策略的可靠依据。

（4）发挥“洼地效应”

水往地势低洼处流，我们在与国内外同行的竞争中也必须学会营造这种“洼地”。

商品性价比是国内消费者购物时考虑的第一因素，因此我们在与电池世界名牌的竞争中要大力宣传：

科捷大功率动力锂电池及其相关产品