锂电正极材料生产基地一期工程可行性实施报告.docx
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锂电正极材料生产基地一期工程可行性实施报告
锂电正极材料生产基地一期工程可行性研究报告
目 录
第一章 项目概况.......................................................... 1
第二章 项目建设的必要性分析.............................................. 4
第三章 项目的工艺技术方案................................................ 9
第四章 环境保护......................................................... 15
第五章 劳动保护与安全卫生............................................... 18
第六章 生产组织与劳动定员............................................... 21
第七章 项目的组织与实施................................................. 23
第八章 项目投资与经济效益分析........................................... 25
第九章 项目的风险分析................................................... 27
第十章 结论............................................................. 29
第一章 项目概况
一、项目实施主体
根据项目运行的需要,XX材料科技股份有限公司（以下简称X科技）将设
立全资子公司江苏X材料科技有限公司（以下简称“江苏X”）具体实施本项目。
X科技是X市高新技术企业,于 2010 年 4 月在深圳创业板成功上市。
江苏当
升由X科技全资设立,注册资金 500 万元。
本项目的固定资产投入由X科技从上市募集资金中拨付。
项目资金根据项目进展
分次注入。
所有资金由江苏X公司设立专项账户管理,专门用于本项目的建设。
二、项目名称及建设地点
（1）项目名称:
江苏X锂电正极材料生产基地一期工程
（2）项目建设地点:
江苏省海门市临江新区
海门市临江新区,位于海门城区东南部,南倚长江,北接宁启高速公路,沿江公路
横贯全区。
新区总面积 58.3 平方公里,拥有长江岸线 25 公里。
区内基础设施齐全,
功能完善。
新区坚持“国际化、精品化、特色化”发展理念,积极发挥区域优势,努力
发展生物医药、新材料、机械电子“三大产业”建设,努力促使产业集聚和产业链延伸,
形成具有强劲竞争力和辐射力的产业集群。
三、建设目标、产品品种及规模
本项目建设的主要目标:
建成 2,340 吨/年锂电正极材料生产线和前驱体 8,088 吨/
年生产线,总产能达到 10,428 吨/年（见表 1）。
项目总占地面积 14,700 平方米,建筑
面积约 26,600 平方米。
主要建设内容包括:
（1） 完成产品的工程规划、设计;
（2） 完成厂房、以及水、电、气、环保、消防等公用辅助工程设施。
（3） 各种产品的生产装置的安装调试。
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表1 项目建设产品及规模
序号 产品名称 产量（吨/年）
1 四氧化三钴 5,400（450 吨/月）
2 多元前驱体 2,688（224 吨/月）
3 多元材料 1,728（144 吨/月）
4 锰酸锂 612（51 吨/月）
合计 10,428（869 吨/月）
四、建设周期
本项目是X科技锂电正极材料海门生产基地规划中的一期工程,计划分三个阶段
进行,总周期为 18 个月:
第一阶段为设计阶段,计划时间 10 个月,分内部设计和设计院设计两步,包括设
计院选择,工艺包准备、总图规划等厂区测量勘察、初步设计、施工图设计。
第二个阶段为施工阶段,计划时间 14 个月,包括现场清理、厂房建设、设备安装
及调试、人员培训、试生产等过程。
第三个阶段为验收评价阶段,计划时间 7 个月,其中湿法和火法分别进行验收和投
产,包括内部验收和环评、消防、规划等政府验收。
因工程建设进度需要,各阶段之间有重叠,存在并行开展的情况。
总体竣工时间为
2013 年 6 月 30 日。
五、项目投资及收益
项目总投资 22,870 万元,其中:
固定资产投资 20,073 万元,铺底流动资金 2,797
万元。
项目建设后,年销售收入可达 92,894 万元,年平均利润总额 3,048 万元,年平
均所得税 484 万元,年平均税后净利润 2,564 万元,项目投资利润率 13.33%,投资回
收期 8.53 年。
财务内部收益率 17.68%,财务净现值（Ic=10%）31,451.52 万元。
项目具
有一定的抗风险能力,是可行的。
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六、主要结论
本项目符合国家的新材料和新能源产业政策,符合国内外新能源产业发展的市场需
求。
项目将采用更为先进的生产技术和装备,产品综合性能更优、品质稳定性更好、生
产效率更高、生产成本更低。
项目建成后,可为X科技新增锂电正极材料生产能力 10,428 吨/年,为公司增加
92,894 万元/年的营业收入,并实现 2,564 万元/年的利润,8.53 年（含建设期）可收
回投资。
本项目的实施有利于提升X科技的锂电正极材料产品在国内外高端锂电池领
域的市场份额,进一步巩固公司在锂电正极材料的领先地位。
本项目具有技术和经济的可行性,盈利前景良好。
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第二章 项目建设的必要性分析
一、项目背景
锂电正极材料作为高性能移动能源、储能、车载动力电池产业的关键材料,是国家
新能源、新材料战略的重要组成部分。
目前得到商业化的锂电正极材料主要有钴酸锂、
锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰多元材料、磷酸铁锂等。
X科技在海门设立的“锂电池正极
材料产业基地”主要生产高容量高安全性钴酸锂用的大颗粒高密度四氧化三钴、多元材
料及其前驱体和锰酸锂。
1、大颗粒高密度四氧化三钴
高容量、高安全性钴酸锂的应用是 3G 通讯、移动办公设备用高容量电池的关键材
料,在未来 5-10 年仍然在高能量型便携式电源中保持较大的市场份额。
钴酸锂（LiCoO2）
具有理论密度高、加工性能好、比容量高、材料结构稳定、循环性能好、电压平台较高、
使用寿命长和安全性较好等特点,现已普遍应用于手机、笔记本电脑、数码相机及小型
便携式家用电器设备,成为被广泛商品化应用的锂离子电池正极材料,并在新兴的智能
手机、平板电脑、商务笔记本电脑等用薄型/小型电池系列产品中处于主导应用地位（80%
以上）。
大颗粒高密度四氧化三钴是高容量、高安全性钴酸锂制造的关键材料,四氧化三钴
的水平高低决定了钴酸锂的性能。
X科技早已研发成功高容量钴酸锂并推向市场,产
品性能已经达到国际先进水平。
与其配套的大颗粒高密度四氧化三钴也已经开发成功。
2、多元材料及其前驱体
因钴原料供应、成本价格等因素,钴酸锂材料的应用面临越来越严峻的挑战,开发
和应用高性能的替代材料已成为业内的共识。
镍钴锰酸锂多元材料（简称“多元材料”）
以其高安全性和低成本的优势成为首选替代材料,应用前景良好。
近几年来,多元材料
已经在一些中端笔记本电脑上开始大量应用,用来取代钴酸锂以降低电池成本。
在当前,世界各国政府竞相重点支持发展新能源汽车,其中电动汽车和混合电动汽
车是主要的发展方向。
出于对汽车续航能力的要求,多元材料也被日韩等动力电池巨头
引入用作正极组分以提高能量密度,例如采用锰酸锂和多元材料混合,兼顾了成本和能
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量密度优势,将在电动车用锂离子电池上大有所为。
前驱体是对最终产品具有重要影响的关键中间品,决定了多元材料的组成、成本、
使用性能。
多元前驱体的液相合成技术也成为多元材料的关键技术之一。
3、锰酸锂
锰酸锂具有成本低、安全性能好、倍率性能优异的特点,已开始应用于电动汽车、
电动自行车、电动工具等动力电池市场和中低端掺混小型电池市场。
已经有很多材料体系被报道用于迅速发展的动力电池领域,其中正极材料主要有锰
酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、多元材料以及其它低成本高安全性的材料。
锰酸锂材料被认
为是替代钴酸锂的最有前景的正极材料之一,在动力电池市场也有良好的应用前景,当
升将借助该项目的开发和量产切入动力电池材料领域,降低公司的经营风险。
二、锂电池及其正极材料市场分析
1、锂电池市场需求分析
自 2009 年以来,全球经济复苏的步调非常明确,中国等新兴市场的增长最引人注
目。
中国面临出口顺差的压力,加快了经济增长方式的转移。
在国家“十二五规划”未
来七大战略性新兴产业中,新能源和新材料是其中最重要的两块。
锂电市场将继续得到
国家产业政策的支持,继续保持高增长状态。
其中:
（1） 小型锂电
便携式电脑是小型锂电最大的市场,年均需求增长 10%以上;
智能手机是新的增长点,需求年均增幅在 20%以上。
（2） 大型锂电
E-bike、电动摩托车、慢速车以及电动巴士:
目前已经开始产业化,2010 年的
市场容量达到 3,000MWh,占锂电市场容量的 12%,2012 年这些市场会出现较大
的增长;
电动汽车:
电动汽车近几年已经逐步进入产业化阶段,预计大规模的产业化会在
2015 年开始,到 2020 年会形成约 77,000 MWh 的市场空间,是目前锂电池市场
规模的 3 倍;
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储能市场:
储能市场会随着智能电网的发展和新能源在能源结构中占比的快速增
加,锂电池作为主要的储能化学电源预计 2020 年会形成 26,000 MWh 的市场空间,
相当于目前的锂电池市场规模。
2、锂电材料市场分析
1） 小型锂电市场展望
图1 未来十年小型锂电市场预测
手机和便携式电脑对电芯的需求是小型锂电最主要的组成部分;手机主要使用方形
和聚合物电池,便携式电脑以柱形电池为主;未来增长最快的市场是便携式电脑市场需
求;手机电池处于升级换代阶段,总量基本保持稳定。
2） 大型锂电市场展望
单位:
MWH/年
图2 未来十年大型锂电市场预测
动力汽车电池未来 10 年的年复合增长率 55.16%;
储能的发展主要依托智能电网和新能源的发展,锂电池是未来储能最主要的方
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向,2020 年会占到储能市场的 70%;
3） 2011 年材料使用情况
从 2011 年正极材料使用的情况看,小型锂电市场仍然是以钴酸锂、多元材料和锰
酸锂为主,动力锂电市场以锰酸锂、多元材料和磷酸铁锂为主。
4） 2010-2020 年复合增长率:
图3 未来十年锂电市场的总体预测
未来十年内,动力锂电市场飞速增长,带动总的市场需求增长率达到 20%。
三、本项目实施的必要性
X科技早已研发成功高容量钴酸锂并推向市场,产品性能已经达到国际先进水
平。
X科技现有钴酸锂整体生产线产能有 420 吨/月,与其配套的大颗粒高密度四氧
化三钴产能产能严重不足,不能满足日益增长的市场需求,亟需新建自动化水平较高的
四氧化三钴生产线。
同时,X科技是全球为数不多的同时具备多元正极材料及其前驱体两段关键技术
的供应商,具有技术优势和市场优势,该业务对公司未来的业绩增长起到至关重要的作
用。
目前,X科技的多元材料已成功投放市场,但多元材料尤其是前驱体的产能存在
较大缺口,为此我司亟待兴建多元生产线和前驱体生产线。
X科技通过改造现有设备,采用固相合成方法,已完成锰酸锂产品的工艺流程研
制,并已将产品成功批量投放市场,产品在国内中端和国际高端市场均实现了批量的稳
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定销售,并与国内外多家电动汽车电池厂商取得合作开发意向。
根据市场预测,锰酸锂
市场需求量将有大幅增长,现有生产线产能远不能满足客户需求,亟待生产线建设。
综上所述,X科技的四氧化三钴、多元材料及其前驱体、锰酸锂等锂电正极材料
工艺技术成熟,产品质量达到国际先进水平,产品适应国内外市场要求和发展趋势,应
用前景良好。
本项目的实施不仅可以为X科技的发展奠定坚实的基础,同时也将大大
促进我国锂电行业的发展,是十分必要的。
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第三章 项目的工艺技术方案
一、项目产品的生产技术来源
本项目拟采用X科技自主开发的的四氧化三钴、多元材料及前驱体、锰酸锂产品
生产技术,产品综合性能优良、工艺技术先进可靠,并在现有工厂得到大规模的产业化
应用。
公司是锂电行业为数不多的上市企业,研发能力居于国内领先地位。
公司开发的
锂电正极材料生产技术已处于国内先进水平,产品已经得到六大国际锂电厂商的认可和
批量采购,已成为目前国内产量第一、国际第三的锂电正极材料供应商。
本项目的产品
技术先进、成熟、可靠,拥有自主知识产权,技术路线合理可行。
二、原材料供应
原料的确定考虑以下几个方面:
①原料质量能满足拟建装置的工艺要求;②所制备
产品质量好、品质稳定,收率高;③渠道多,能保证长期供应;④价格便宜;⑤贮运和
加工方便。
本项目的原料主要有:
钴盐、锰盐、镍盐、氢氧化钠、碳酸锂。
正极材料主要为钴酸锂、多元材料、锰酸锂、磷酸亚铁锂等,其中对钴、镍、Mn
和 Fe 金属资源的需求量较大,其次是锂资源的需求;我国的 Ni、Mn、Fe 资源都非常丰
富,不存在供应紧缺的问题。
多元材料作为第二代的正极材料,对钴的需求和锂资源在
动力电池产业化之后将可能出现供应紧张的局面,以下重点分析钴和锂资源额供需关
系。
1、钴原料
如果按照电池容量计算,按照动力电池使用多元材料中 333 和 NCA 计算未来 10 年
对钴的用量,比较如下表:
表2 NCM 和 NCA 未来 10 年对钴的用量
MWH 10Cy 11Cy 12Cy 13Cy 14Cy 15Cy 20Cy 备注
合计 498 3,280 11,216 18,528 26,490 35,079 72,895 770 万辆汽车的规模
333 928 6,114 20,906 34,535 49,376 65,385 135,871
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Co 金属用量 189 1,245 4,257 7,033 10,055 13,315 27,669
811/NCA 708 4,666 15,954 26,356 37,681 49,899 103,691
Co 金属用量 15 99 340 562 803 1,064 2,211
如果 2020 年全部使用 333 材料,在 770 万辆电动汽车的规模下对纯钴的需求是
27,700 吨,这样的需求量对钴原材料市场是完全可以供应的。
如果采用 Co 含量更少 Co
含量的三元材料,对钴的需求量会进一步下降,从原材料供应商上是不存在问题的。
2、锂原料
目前全球已探明的盐湖锂和矿石锂的可采储量折合碳酸锂约为 3,950 万吨,锂基础
储量折合碳酸锂约为 9,800 万吨,主要分布在智力、阿根廷、中国、美国、澳大利亚和
巴西等少数几个国家,分布相对比较集中,目前全球对锂的需求量折合碳酸锂约为 11
万吨,其中锂电池的需求约占 23%。
到 2020 年由于电动汽车的产业化,如下图所示,
全球对锂的年需求量将增长到约 29 万吨。
根据以上数据可以推算出世界锂储量可使用
300 年以上。
（以上数据来源于 TRU-Group,2009 年锂的供应与市场会议,智利）
图4 未来十年碳酸锂的需求量
我国的碳酸锂资源主要分布在青海、西藏、江西、四川等地,锂资源储量 383 万吨
金属锂,折合碳酸锂 2,024 万吨。
国内生产销售碳酸锂的供应企业主要以四川射洪、江
西赣峰、南通泛亚为代表企业。
表3 我国锂资源储量分布如下:
（单位:
折合金属,万吨）
省区 四川 江西 新疆 河南 青海 西藏 全国合计
储量 14.7 23.6 0.52 0.17 297 47 383.0
储量基础 16.4 26.3 1.66 0.32 310 168 522.7
主要矿物形态 辉锂石 锂云母 辉锂石 锂云母 盐湖卤水 盐湖卤水
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从上表的数据分析:
在我国电动汽车形成产业化之后,电动汽车对锂资源的需求按
6 万吨/年计算,我国的锂资源可使用约 337 年,并且还可以回收再利用。
另外海水中
含锂 0.15 克/升,将来的开发潜力巨大。
三、产品的工艺与质量标准
1、工艺流程
（1）大颗粒高密度四氧化三钴
相对于国内外的四氧化三钴合成技术,本项目工艺流程更加简化、生产效率更高,
排放更少、综合成本明显降低。
钴盐
钴盐溶解
纯水
液相合成 过滤
沉淀剂
混合 干燥
氧化钴粉
图5 大颗粒高密度四氧化三钴艺流程图
（2）多元材料及其前驱体
X科技掌握了多元材料后道烧结的最新技术,达到国际先进水平;同时掌握了多
元前驱体制备技术,产品于 2008 年已批量销售国内外客户,技术集成度很高。
工艺流
程如下:
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金属盐 沉淀剂 助剂
溶解 溶解 溶解
液相合成
干燥
多元前驱体产品 锂盐
煅烧
破碎
检测
多元材料
图6 多元材料工艺流程图
（3）锰酸锂
X科技采用原料预处理技术,降低 EMD 原料中杂质含量,达到国际大客户要求,
已完成锰酸锂产品的工艺流程研制,并已成功批量投放市场,工艺流程如下:
EMD 预处理 称量
配料
碳酸锂 称量
筛上料
筛分 粉碎 烧结 装钵
混料包装 锰酸锂
图7 锰酸锂工艺合成图
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2、产品质量标准
本项目执行的产品质量标准见下表
表4 本项目的产品质量标准
产品名称 质量标准
氧化钴—6#企业标准（C-04-15）
四氧化三钴 氧化钴—10#企业标准（C-04-15）
氧化钴—12#企业标准（C-04-15）
多元材料 多元材料企业标准（C-04-104）
多元前驱体—MEP3#企业标准（C-04-15）
多元前驱体 多元前驱体—MEP4#企业标准（C-04-15）
多元前驱体—MEP5#企业标准（C-04-15）
锰酸锂 锰酸锂企业标准（C-04-118）
四、设备情况
在满足工艺要求和保证设备性能、产品质量的前提下,本着技术可靠先进、经济
合理、生产安全的原则,本装置工艺设备采购将立足于国内,由国内制造,特殊设备及
附件选购国外产品。
根据生产工艺和原材料、产品的特性,液相设备主要选择聚丙烯、
聚氯乙烯、搪瓷和少量钛材质,粉体设备选用内衬聚氨酯或陶瓷材料,采用国内标准定
型设备采购与非标设备设计定做相结合。
选型思路:
1） 提升自动化水平,降低人工成本,如配料、破碎等工序选用进口设备。
2） 提升设备可靠性,如选用自动压滤机等。
3） 优化设备匹配性,如间歇设备式略产能大于连续式设备产能。
1、生产线主要设备表
表5 生产线主要设备表表
序号
升级会员 