新型钛酸锂电极材料和钛酸锂电池项目商业计划书.doc 24页

'新型钛酸锂电极材料和钛酸锂电池项目商业计划书目录1.项目概况…………………………………………………31.1项目概况……………………………………………………31.2创业机会概述………………………………………………………32.项目技术与产品实现………………………………………………52.1项目技术方案……………………………………………………52.2项目产品化………………………………………………………123.项目产品市场与竞争………………………………………………153.1市场概述……………………………………………………………153.2竞争优势分析…………………………………………………………173.3项目实施风险及应对措施……………………………………………184.商业模式…………………………………………………………204.1项目产品的开发、生产策略……………………………………………204.2项目产品的营销策略…………………………………………………204.3项目产品获利方式…………………………………………………204.4企业发展计划………………………………………………………215.财务与经济效益…………………………………………………2324 5.1项目投融资计划……………………………………………………235.2项目经济效益分析…………………………………………………231.项目概述1.1项目概述本项目专注于新型高性能锂离子电池负极材料钛酸锂的合成和钛酸锂电池的制备。采用纳米颗粒团聚造粒技术制备5-20微米直径的钛酸锂球形二次颗粒材料，用以提高钛酸锂负极材料的振实密度与电极涂布过程中的加工性能。同时利用体相掺杂与表面修饰，进一步提高材料的克容量、循环寿命与倍率性能。采用以上技术处理后，测试表明钛酸锂材料的克容量达到170mAh/g，接近理论容量175mAh/g，1C下倍率放电性能能够超过155mAh/g，循环寿命（80%剩余容量）超过15000次通过新型合成工艺和产品性能优化，综合考虑成本、连续生产能力、环保特性等因素，采用喷雾干燥和烧结技术制备出成本低、性能优异的钛酸锂材料。此外，生产装置已实现连续生产能力，提高了自动化程度与质量控制水平，为后续扩大规模生产打下了坚实的基础。采用自制的钛酸锂材料，全面优化了钛酸锂电池的制备组装全工艺流程。在电池组装过程中关键工艺参数有：浆料中各组分的比例、粘结剂与分散剂的选择（一般为PVDF与NMP）、浆料混合工艺（高速剪切力机械搅拌、机械球磨等）、涂布速度与涂膜厚度、烘干方式与速率、电解液成分必选（以实现与钛酸锂的最佳匹配，发挥出电池的最佳性能）、化成程序（电压范围、电流强度、恒流-恒压模式组合、测试温度）等。所制备的26650单体电池、25Ah钛酸锂电池单体及方形电池，通过了相关电池成组用户的严格测试，总体性能与日本东芝20Ah钛酸锂电池相当，部分性能，如低温性能优于东芝钛酸锂电池。1.2创业机会概述24 进入21世纪以来，以锂离子电池电极材料和锂离子电池电芯生产为代表的中国新能源产业起步虽迟，但发展速度也相当迅猛。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，但缺乏用于笔记本电脑、摄像机和第三代移动通讯设备等的高档锂离子电池的批量生产能力。按照锂离子电池目前所处发展阶段，其主要市场在便携式电子设备与电动交通工具领域。从著名的锂离子充电电池市场分析机构日本信息技术综合研究所（IIT）披露的数据来看，2013年，我国锂离子电池行业（包括锂离子电池、设备、材料）规模持续扩大，全球市场份额稳步提升，全行业销售收入超过860亿元。根据专家预测，近期内全球小型锂离子电池的需求量将会扩大到上百亿只，对应着上千亿元的市场规模。今后数年内锂离子电池最大的市场需求仍来自为IT产业提供配套（手机57.4%，笔记本电脑31.5%，其他11.1%）以及电动交通工具。本项目开发的钛酸锂材料及钛酸锂电池具有以下独特的技术优势，（1）低成本优势，目前，销售的高性能钛酸锂材料价格在15-20万元/吨，传统方法采用的工艺流程和原材料，成本高达10-12万元/吨。本项目采用价格低廉、来源广泛的工业级原料，并简化工艺流程，使得生产成本大大降低。（2）倍率性能优异，钛酸锂电池在1C，2C，4C下容量接近一致，具有优异的倍率性能，在10分钟（即6C）的快充条件下，电池可以充至90%。（3）循环寿命长，在4C快充下，循环2000次，容量衰减不超过10%，拥有出色的长寿命。（4）高低温性能优异，在-20℃下，放电容量仍然维持常温容量的90%以上，在60℃下，放电容量维持常温容量。由于具有以上优越的成本优势和性能优势，项目具有很强的总体竞争优势和盈利空间。2.项目技术与产品实现2.1项目技术方案2.1.1项目总体技术概述锂离子电池是一种可反复充电的蓄电池，由具有可重复嵌入/脱嵌锂离子的材料做正极与负极，多孔高分子薄膜作为隔离膜，并浸入含有锂盐的电解质溶液中构成一个基本电池单体（Cell）。多个单体通过串联或并联方式构成电池组（Battery），以提供满足需要的输出电压与电流。24 其基本工作原理是：放电过程中，锂离子从负极材料中释放出来进入电解质溶液；电解质溶液中的锂离子在电场作用下迁移至正极，然后嵌入正极材料内部。与此同时，负极材料失去的电子经由外电路穿过负载做功后到达正极。因此，放电过程中，在正极发生还原反应（阴极），在负极发生氧化反应（阳极）。充电过程需要在正负极间施加一个合适的电压，是放电过程的逆过程。在锂离子电池中，负极材料与正极材料一样，都是对锂离子进行电化学储存的部分。锂离子电池通过锂离子在负极材料中可逆的嵌入与脱嵌过程，实现电能的存储与释放。目前商业化的锂离子电池负极材料多采用各种碳材料，包括天然石墨、人造石墨、焦炭、中间相炭微球、热解碳材料等，锂离子存储容量理论上为200–372mAh/g。由于碳电极具有较低的放电平台（0.5Vvs.Li/Li+）、容量高、充放电效率高等优点，自从1990年Sony公司开发碳材料作为负极的锂离子电池以来，碳材料性能不断改善，目前得到了广泛应用。然而，碳材料作为锂离子电池负极材料仍存在一些缺点：如嵌锂后电极的电位与锂金属的电位很接近（例如：石墨的电势小于0.1Vvs.Li/Li+），在电池过充时，金属锂可能在碳电极表面析出而形成锂枝晶，从而引起短路；此外，大多数电解液在此低电位下不稳定，电解质容易在碳电极表面发生分解，产生可燃气体混合物，存在安全隐患；碳电极中锂离子的嵌入将引起10%的体积膨胀，导致颗粒间不联系，引起电极/电解质及电极/汇流体界面的松散与剥落，严重缩短了电池的循环寿命。以上这些情况表明，碳负极材料的发展已经遇到瓶颈，很难取得进一步的突破，无法满足未来电池长寿命、高稳定性、安全环保的要求。因此，研究者们在逐渐认识到这一点后，纷纷开始了新型负极材料的开发。钛酸锂的分子式为Li4Ti5O12，具有尖晶石结构，上世纪70年代被作为超导材料进行了大量研究。上世纪80年代末钛酸锂被作为锂离子电池正极材料进行研究，但因为其相对于金属锂的电位偏低而未能引起人们的广泛关注。直到1996年，加拿大研究者K.Zaghib首次提出可以采用钛酸锂作为负极与高电压正极组成锂离子电池、与碳电极组成不对称超级电容器的概念。此后，一些日本学者也在相关领域开展了探索性工作，但针对钛酸锂作为锂离子二次电池负极材料的大规模研究却始于上世纪末、本世纪初。24 由于钛酸锂优异的电化学性能，许多研究者和公司致力于将其工业化。国际上在动力锂电池应用方面，目前已使用尖晶石(Spinel)结构之钛酸锂作为负极；钛酸锂材料结构稳定，充放电所导致的体积膨胀非常小，不到0.2%，即使反复充放电，晶体结构也不容易发生变化，因此循环寿命极优。此外，钛酸锂电位为1.5V(vs.Li)，不会和电解液反应形成固态电介质界面，电池内阻抗不会上升。并且由于阴极不会发生树枝状结晶，所以电池单元不会因发热而发生事故，适合大电流快速充电，可作为高功率快速充放电锂离子电池的负极材料。新时代快速充放电锂离子电池除了可作为3C可携式电子产品之电源外，未来更可作为电动车、混成动力车、电动工具、电动自行车、电动机车及机器人之动力来源，极具市场潜力。从目前现有的钛酸锂材料技术水平来看，多集中于颗粒纳米化与碳包裹的研究，以期提高倍率性能。然而，从根本上提高材料电子传导性能的体相掺杂，以及面向产业化应用需求的结构形貌控制、加工性能的改进等，近年来才逐渐被人们所意识到，而这也正是本项目的技术先进性优势。项目创新内容包括针对微米二次粒子的组装技术，行业现有技术方案如下：（1）微乳液法（Water/Oil）微乳液法制备球形纳米颗粒是近年来发展起来的微米级别颗粒的合成方法。微乳液由水、油和表面活性剂组成的热力学稳定体系，其中水被表面活性剂单层包裹形成微水池，分散于油相中，通过控制微水池的尺寸来控制超微颗粒的大型，因为在微水池生成的颗粒的粒径可被水滴的大小有效控制。该工艺的优点是：产品球形度好，堆积密度大，尺寸分布较均匀。缺点是：需要消耗大量的煤油介质，成本较高；如循环使用煤油介质，还需要额外添加回收利用装置，进一步增加了成本。此外，制备单位质量的钛酸锂消耗的煤油量过多，经济性有待进一步提高。（2）醇液聚合法24 醇液聚合法类似于微乳液法，也采用非水溶剂。一般情况下，经历一个溶胶-凝胶过程：钛酸酯首先溶解于丁醇或异丙醇中，并加入羟丙基纤维素等作为空间位阻剂，控制二氧化钛颗粒的生长速度与表面形貌。一般采用四氯化钛作为钛源，水作为水解剂。该工艺的优点是：得到的二氧化钛球形度极好，且呈单分散，粒径分布小。缺点是：制得的颗粒尺寸较小，一般仅有1微米左右，与锂离子电池电极制备所需要的最佳尺寸（10-20微米）差距较大，进一步提高颗粒尺寸难度较高；此外，反应工艺控制较为复杂精细，规模化难度较高。（3）喷雾干燥法喷雾干燥技术已有近百年发展历史，目前在制药、生物、食品加工、染料合成、水泥制备、陶瓷等氧化物生产上已经获得了相当广泛的应用。其基本工艺是：固体微粒分散在溶剂中（一般为水），加入适当的添加剂得到稳定的浆料。浆料经机械泵输送至喷嘴（或离心盘），在高速气流的冲击下雾化成几十至几百微米的液滴，并在热空气吹动下在干燥室内运动。由于分散的液滴表面积很大，可以与热空气充分接触，故液滴干燥时间极端（一般小于1秒），干燥充分。在蒸发过程中，液滴由于表面张力作用收缩成球体，待溶剂干燥后，形成固体微球。喷雾干燥法制备微米球的优点有：成本低，可连续生产；温度较低，处理时间短，故能量消耗少；适用的前躯体类型广泛，从生物活性物体至氧化物陶瓷材料，均可在处理成浆料后进行喷雾造粒；采用不同的喷雾干燥机，并适当调节浆料固含量、进出口温度、进料速率等参数后，可以得到尺寸与分布不同的微球，操作弹性大；使用的溶剂是水，故其蒸汽可直接排放至大气，对环境无毒无害，节省了环保与后处理设备的投入。该工艺的缺点是：需要根据不同前躯体制备合适的浆料，因浆料特性对产物颗粒质量影响很大；此外，需要进行一系列实验来确定喷雾干燥机的各种操作参数，特别是在中试放大试验中。从以上三种微球制备工艺的比较中，可以看出，在综合了成本、连续生产能力、环保特性等考察因素后，喷雾干燥法是最佳工艺选择。本项目组结合喷雾干燥技术及砂磨技术，使钛酸锂的振实密度由目前的1.0g/cm3，提高到1.35g/cm3。大大提高了钛酸锂材料的可加工性及大幅降低了生产成本。2.1.2项目技术开发可行性国内外相关技术的研究、开发现状的介绍、分析：由于钛酸锂优异的电化学性能，许多研究者和公司致力于将其工业化。日本的二氧化钛生产商石原产业公司开发出了作为锂离子电极材料的高性能钛酸锂，具有优异的粉体特性和涂布性能。由于采用湿法工艺合成，虽然材料组成均匀、性能优异，但生产成本较高。美国EnerDel、Altair及日本Toshiba等公司均已宣布成功开发负极使用钛酸锂，正极使用锰酸锂，平均工作电压2.4V24 之动力锂离子电池。位于美国内华达州的Reno市的AltairNano公司于2003年公布了钛酸锂纳米晶体制备工艺的专利。由于具有超大的比表面积（>100m2/g）与凸凹不平的电极表面，用该材料制作的电池循环寿命超过20000次，而且充电时间仅5分钟。然而，过大的比表面使得材料的密度较低，电极涂布加工工艺复杂，增加了后续电池制造的成本。在正极材料向高安全性方向发展的过程中，日本东芝公司侧重负极材料，开发出了新型的SCiB电池，采用钛酸锂作为负极材料，实现了循环次数6000次后，容量保持率仍高于90%，而且倍率性能与低温工作特性良好。此外，SCiB能在5分钟内快速充电达90%，研发目的主要为供应工业使用，如机车、电动车及叉架起货机等机具。Toshiba从2008年3月开始量产，首先上市由10个单元串联而成24V的标准模组系列。在2007年初CES展览中，Toshiba也展示了可快速充电的笔记型电脑。近年来国内一些公司也开展了钛酸锂材料的研发，例如比亚迪、苏州星恒、深圳贝特瑞、深圳天骄科技与天津巴莫等，然而其电化学与加工性能等相比国外同行还存在一定的差距。国内高校与科研院所近年来在钛酸锂材料的科研工作也逐渐活跃起来，其中以清华大学、中科院上海硅酸盐所、天津大学化工学院、复旦大学等研究较为集中，成果较多。从目前现有的钛酸锂材料技术水平来看，多集中于颗粒纳米化与碳包裹的研究，以期提高倍率性能。然而，从根本上提高材料电子传导性能的体相掺杂，以及面向产业化应用需求的结构形貌控制、加工性能的改进等，近年来才逐渐被人们所意识到，而这也正是本项目的研究重点。本项目将专注于高振实密度、高倍率钛酸锂材料的制备，以及超级电池组装与电化学性能测试。具体如下：24 （1）开发微米球造粒工艺并实现工业化生产。该环节的核心技术是喷雾造粒工艺。首先在之前的实验室阶段，已确定最佳喷雾干燥机类型，通过参数比选确定气流式、离心式、压力式中的一种或多种合适的喷雾干燥机，并结合流化床系统进一步降低产品颗粒中的含水率。使用的喷雾干燥机是从市场上成熟的标准设备，喷雾造粒工艺重点需要考察的参数主要有：进料速率、进口温度、出口温度、压缩机气流速度、干燥室长径比、喷头尺寸与位置（气流式）或旋转盘尺寸与转速（离心式）。此外，用于进料的前躯体浆料得配制技术对喷雾干燥过程及得到的产物质量也有着至关重要的影响。因此，摸索出最优化的浆料制备工艺也是本项目的重要技术保障。浆料制备工艺的研究重点是：固含量、分散剂种类、添加剂种类与浓度、混料与分散过程工艺（高速剪切力机械搅拌、机械球磨、超声分散等）、粘度调节等。在本环节，锂源与钛源在浆料制备过程中即实现混合，故喷雾造粒后得到的产品即为钛酸锂前躯体，从而实现了纳米级别的高效混合。此外，从锂源选择上，考察了碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂等不同化合物，研究其在悬浊液或溶液状态下，在喷雾干燥过程中的干燥速率及与钛源的相分离趋势，从而确定了最佳锂源。（2）制订钛酸锂烧结工艺流程。喷雾造粒后得到的锂钛前躯体虽然实现了纳米级别的锂、钛元素混合，但由于存在相分离，因此并无电化学活性，需要进一步的高温固相化学反应使其转化为钛酸锂。在试生产阶段，采用连续性辊道炉，反应温度控制在800–1000oC，一般采用空气气氛。该过程重点考察了煅烧温度、停留时间、粉体放置方式（面积、厚度）、气氛（氮气等惰性气氛用于进行钛酸锂的表面碳包裹）、气体流量与气流分布、单位炉体积可烧成的钛酸锂质量等参数。试生产过程中，还重点考察了工艺参数稳定性、样品批次稳定性、钛酸锂电化学等理化性能的可重复性，并严格质量控制来实现钛酸锂生产的可靠性。（3）电池组装与钛酸锂材料理化性能测试。在材料性能稳定后，电池组装工艺的好坏直接决定了电池产品的使用性能。电池组装过程主要包括：浆料制备、涂布、烘干、剪裁、卷绕、入壳、注液、封装、化成等一系列步骤。在电池组装过程中重点考察的工艺参数有：浆料中各组分的比例、粘结剂与分散剂的选择（一般为PVDF与NMP）、浆料混合工艺（高速剪切力机械搅拌、机械球磨等）、涂布速度与涂膜厚度、烘干方式与速率、电解液成分必选（以实现与钛酸锂的最佳匹配，发挥出电池的最佳性能）、化成程序（电压范围、电流强度、恒流-恒压模式组合、测试温度等）。材料理化性能测试内容包括：光学显微镜观察（球形颗粒尺寸分析、高通量筛选）、电子显微镜观察（表面形貌分析）、粒度分布测量、XRD（晶形分析）、BET（比表面积测量）、电阻率测量、恒流充放电测试（克容量、倍率性能测量）、恒流循环测试（循环寿命分析）、循环伏安测试（极化程度测量）、阻抗谱测试（界面阻抗分析、SEI研究）等。24 项目技术路线描述：一种高振实密度、高倍率的钛酸锂材料。其主要包括，提供前驱体钛源，锂源。将钛源和锂源进行第一湿法球磨，然后喷雾干燥，在空气气氛下，将喷雾干燥得到的物料进行第一高温烧结，制备得到半成品钛酸锂。将制备得到的半成品钛酸锂与碳纳米管湿法混合，进行第二湿法球磨。然后进行喷雾干燥，惰性气体下，第二高温烧结，制备得到最终的高振实密度、高倍率的钛酸锂。采用自有技术制备的钛酸锂负极材料的振实密度达到1.3g/cm3以上，以锂片为负极制备的半电池测试表明，钛酸锂的克容量达到170mAh/g，接近钛酸锂的理论容量175mAh/g。从下图可以看到，钛酸锂的克容量高达170mAh/g,XRD数据表征也表明，合成的钛酸锂晶型较好，无杂质。利用喷雾干燥技术制备的钛酸锂，球形较好，振实密度大，利于后续电池组装中的涂布加工工艺。24 项目技术实现主要面临的风险及应对措施。当今锂离子电池技术的发展突飞猛进，技术革新的步伐也大大加快。随着更多的研究机构与企业进入锂离子电池特别是电极材料领域，钛酸锂等新型负极材料的开发进程得到明显加速。目前钛酸锂材料面临的主要技术风险是自身振实密度与可逆容量的进一步提高，以获得与传统石墨类负极材料相近甚至更佳的能量密度。钛酸锂电池面临的另外一个技术风险是来自其它新型负极材料的挑战，例如克容量更高的硅、锡类纳米复合物。然而，这两类材料仍然存在不可逆容量高、循环寿命短的缺点，因此在10年内很难实现产业化，不会对钛酸锂造成实质性的威胁。2.1.3项目技术成熟性我们以商用钴酸锂为正极，自制钛酸锂为负极，组装25Ah钛酸锂电池，并进行相应的电池测试。（1）倍率性能优异，从下图的数据可以看到，钛酸锂电池在1C，2C，4C下，容量接近一致，说明此钛酸锂电池具有优异的倍率性能。（2）循环寿命长，下图为25Ah钛酸锂电池，常温，4C下充放电的循环数据图。从图中我们可以看到，在4C快充下，循环2000次，容量衰减不超过10%，拥有出色的长寿命。24 （3）高低温性能优异。下图为不同温度不同倍率的电池放电曲线。我们可以看到，在-20℃下，放电容量仍然维持常温容量的90%以上，在60℃下，放电容量维持常温容量的102%以上。项目产品可靠性分析。我们对自制钛酸锂进行了半电池和全电池测试，钛酸锂的克容量达到170mAh/g，接近钛酸锂的理论容量175mAh/g。所制备的25Ah钛酸锂电池也达到其设计要求，通过一系列测试，钛酸锂电池的性能达到甚至超过现有市场上的产品，从客户反馈来看，试销的钛酸锂电池，其性能得到军方客户的认可。2.2项目产品化2.2.1项目产品特性产品用途：24 （1）钛酸锂材料，此钛酸锂材料的克容量为170mAh/g，主要面向钛酸锂生产厂家，比如，天津力神等电池生产企业及本项目自销。（2）钛酸锂电池单体，我们主要生产25Ah钛酸锂电池，主要面向军方应急电源系统、汽车启停电池、纯电动汽车的动力系统及风力、太阳能行业的储能系统。产品性能比较优势：（1）低成本优势，目前，销售的高性能钛酸锂材料价格在15--20万元/吨，传统方法采用高纯电子级二氧化钛作为原料，成本高于12万元/吨。本项目采用价格低廉、来源广泛的工业级二氧化钛作为原料，使得生产成本大大降低。（2）钛酸锂电池与东芝电池比较2.2.2产品化实施计划24 24 3.项目产品市场与竞争3.1市场概述3.1.1行业及市场概述美国EnerDel、Altair及日本Toshiba等公司均已宣布成功开发负极使用钛酸锂，正极使用锰酸锂，平均工作电压2.4V之动力锂离子电池。位于美国内华达州的Reno市的AltairNano公司于2003年公布了钛酸锂纳米晶体制备工艺的专利。由于具有超大的比表面积（>100m2/g）与凸凹不平的电极表面，用该材料制作的电池循环寿命超过20000次，而且充电时间仅5分钟。然而，过大的比表面使得材料的密度较低，电极涂布加工工艺复杂，增加了后续电池制造的成本。在正极材料向高安全性方向发展的过程中，日本东芝公司侧重负极材料，开发出了新型的SCiB电池，采用钛酸锂作为负极材料，实现了循环次数6000次后，容量保持率仍高于90%，而且倍率性能与低温工作特性良好。此外，SCiB能在5分钟内快速充电达90%，研发目的主要为供应工业使用，如机车、电动车及叉架起货机等机具。Toshiba从2008年3月开始量产，首先上市由10个单元串联而成24V的标准模组系列。在2007年初CES展览中，Toshiba也展示了可快速充电的笔记型电脑。近年来国内一些公司也开展了钛酸锂材料的研发，例如比亚迪、苏州星恒、深圳贝特瑞、深圳天骄科技与天津巴莫等，然而其电化学与加工性能等相比国外同行还存在一定的差距。国内高校与科研院所近年来在钛酸锂材料的科研工作也逐渐活跃起来，其中以清华大学、中科院上海硅酸盐所、天津大学化工学院、复旦大学等研究较为集中，成果较多。3.1.2项目产品的市场需求程度1、轻型电动车动力市场24 轻型电动车包括电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、电动游览车、电动高尔夫车等。以电动自行车为例，目前全球电动自行车市场中国占约95%，轻型电动车2000年进入产业化阶段，目前正处于产业生命周期快速增长的初期，受消费者对这一新兴交通工具的青睐，推动轻型电动车产业保持80%以上的增长速度。从国家统计局了解，2013年，我国电动自行车累计完成产量2528.7万辆，但是，中国电动自行车高达90%以上采用铅酸电池。在国家有关政策和环保需求下未来将改以锂离子电池为主。假设一台电动自行车需要容量为1kWh的锂离子电池，按照每2.35kg钛酸锂存储1kWh电能计算，那么2528.7万辆电动自行车需要钛酸锂材料6万吨。以目前其市场价格15万元/吨计算，则钛酸锂材料仅在电动自行车领域的市场规模就接达到90亿元，如果市场占有率为10%，市场规模也会达到9亿元。2、电动汽车动力电池市场电动车与混合动力车的发展，动力电池是核心，而动力电池的核心是电极材料。到2020年，中国计划拥有2000万辆电动汽车，其中包括1500万辆混合动力汽车与500万辆纯电动汽车。如果按照每辆混合动力汽车与纯电动汽车搭载的电池容量分别为2.4kWh与24kWh来估算，那么2000万辆电动汽车可存储的电容量为1.56亿kWh。按照每2.35kg钛酸锂存储1kWh电能计算，那么满足以上庞大规模电动汽车市场则需要钛酸锂材料37万吨，相应的市场规模达到550亿元。3、大功率储能电池市场储能锂离子电池的主要应用领域是智能电网、分布式电源系统、风光发电系统、UPS电源、通讯基站、军用后备电源、太阳能灯及草坪灯等。锂电池在能源储备领域也有重要应用，首先可以解决电网用电的峰谷调节难题。其次，清洁能源中如风能、太阳能、潮汐能等都是间断性的能源，锂电储能设备配合上述清洁能源的使用，在发电时储能，在间断期间释放能量，能有效地缓解我国能源紧缺的现状。当并网式大型风能发电场装机容量占所在电网系统总容量比例达10%以上时，需要储能电池来稳定电压。美国能源研究机构的调查认为：“储能产品已经成为未来最值得投资的市场领域。”据专家分析，截至2015年，全球储能市场规模将达到500亿美元，我国储能电源的市场将达到1000亿元人民币。由于国家对节能减排的力度不断加大，太阳能路灯、草坪灯呈现出突飞猛进的发展。据不完全统计，太阳能储能电池市场需求在200亿元人民币左右。据权威机构统计，军工用蓄电池每年的采购额为约500亿元人民币，目前使用的24 95%以上为铅酸蓄电池，由于铅酸蓄电池体积大、容量小、循环寿命短、维护费用高及铅的污染和酸的腐蚀等缺点，一直是军方颇为头疼的问题，也是亟待解决的问题。采用高功率锂离子电池储能单元替换铅酸电池，将是解决以上问题的有效途径之一。3.2竞争优势分析3.2.1项目产品的主要竞争者（1）钛酸锂材料，目前国内钛酸锂的生产厂家为安徽天康、深圳贝特瑞、四川兴能、天津巴莫。从厂家产品的试用情况来看，国内生产的钛酸锂存在产品价格贵，维持在15万元/吨，并且振实密度低，不利于钛酸锂电池极片的涂布。由于价格方面的问题，限制了钛酸锂电池的发展，此瓶颈限制急需要打破，而我们的产品，性价比优异，是打开钛酸锂市场应用的一个利器。（2）钛酸锂电池，国内钛酸锂电池的生产厂家为湖州微宏动力、安徽天康、珠海银隆、天津力神。从市场销售来看，湖州微宏动力的钛酸锂电池只面向重庆纯电动汽车，并没有在全国形成一定规模的销售，安徽天康和天津力神的钛酸锂电池只处于研发测试阶段，没有规模销售。3.2.2项目产品竞争优势分析本项目研发的钛酸锂材料，位于锂离子电池产业链的中上游。其上游环节是钛矿资源开采与二氧化钛的制备，下游环节是钛酸锂电池的制造。因此，本技术开发的钛酸锂材料的未来客户，将主要是动力型与储能型锂离子电池的制造商。随着各种用电工具的飞速发展，钛酸锂电池也将在多个领域取代传统的铅酸、镍镉、镍氢等蓄电池，随之产生巨大的市场份额。本项目开发的钛酸锂材料及钛酸锂电池具有以下独特的技术优势，（1）低成本优势，目前，销售的高性能钛酸锂材料价格在15-20万元/吨，传统方法采用的工艺流程和原材料，成本高达10-12万元/吨。本项目采用价格低廉、来源广泛的工业级原料，并简化工艺流程，使得生产成本大大降低。（2）倍率性能优异，钛酸锂电池在1C，2C，4C下容量接近一致，具有优异的倍率性能，在10分钟（即6C）的快充条件下，电池可以充至90%。（3）循环寿命长，在4C快充下，循环2000次，容量衰减不超过10%，拥有出色的长寿命。（4）高低温性能优异，在-20℃下，放电容量仍然维持常温容量的90%以上，在60℃24 下，放电容量维持常温容量。由于具有以上优越的成本优势和性能优势，项目具有很强的总体竞争优势和盈利空间。3.3项目实施风险及应对措施3.3.1市场风险与应对措施由于钛酸锂的克容量仅有石墨的约50%，仅从负极材料考虑，由其制作的锂离子电池能量密度较难获得大幅度的提升。因此，钛酸锂电池面向的是对功率密度、循环寿命、安全性要求较高的领域。与此相对应的是使用动力电池与储能电池的电动交通工具与储能市场。然而到目前为止，电动汽车尚未大规模推广，储能电池市场也尚未成熟。随着以光伏、风力发电为代表的清洁能源电力的普及，以及智能电网技术的推广，储能电池规模庞大的市场终将逐步建立起来，进而带动钛酸锂材料产业链的发展。虽然现阶段钛酸锂材料的成本高于石墨，但是由于钛酸锂电池可以采用更轻、更廉价、来源更丰富的铝箔作为负极集流体而不是传统的铜箔集流体（铜的价格是铝的3.7倍，钛酸锂的价格是高端石墨的2.8倍；电池制造过程中，负极材料与铜箔或铝箔的用量相近），因此电池的整体能量密度与成本未必会高于采用石墨负极的电池。此外，随着近年来石墨价格的快速上涨，其传统的低价格竞争优势已经逐渐变小。3.3.2竞争风险与应对措施我们采用的锐钛矿型二氧化钛价格相对较低，随着市场的需求，钛白粉销量不断增加，使钛精矿、硫酸等原料供应不足，价格不断上扬，导致虽然中国钛白粉产能扩大到200万吨，但产量上升情况并不明显，市场总体情况呈现供大于求的状态。当今国家越来越重视人类保障制度，员工成本也有所上调。响应国家节能减排、绿色生产的方针，国内钛白粉厂纷纷改进设备及技术，如加强废酸的循环利用，提高了钛白粉厂的生产要求及成本，而且现在水、电、物流等成本也在不断上涨，使钛白粉生产成本大幅增加。然而，本项目所研究的钛酸锂材料具有较高的技术含量，产品附加值较高，因此上游钛原料价格的小幅度波动对钛酸锂产品价格的影响不是十分显著。24 以500吨产销量，16万元/吨的销售价计算，净利润率可达50-60%。预计，一方面由于近年钛原料价格的上涨，另一方面由于电动汽车行业带动下动力电池大量生产之后，对钛酸锂负极材料产品质量的要求进一步提高，而国内有能力生产这类高振实密度产品的企业不多，因此，钛酸锂价格也会相应升高，并且，利润率不会下降。3.3.3管理风险与应对措施项目组核心人员掌握钛酸锂材料和钛酸锂电池的核心工艺，所有的工艺进行分段解刨，避免了核心工艺的流失和仿造，也避免了由于人员流动造成的生产线断裂。当然，项目公司初始资金少和规模小，初期投入较大，系统的维护成本高，基层和中层专业管理人员经验不够、数量不足，全面标准化的规章制度尚未形成，对项目的运行构成一定威胁。随着项目的进展，我们会加快项目的标准化进行，制定合理的规章制度，避免人员流动等对产品开发和生产造成的影响。3.3.4环境风险与应对措施近年来随着人们低碳环保与节能减排意识的不断增强，以及锂离子电池技术的兴起与成熟，电动汽车与储能装置引起了越来越多的注意，并在政策与资金的支持下开始了蓬勃发展。近年来，随着锂离子电池应用的持续升温，其产业也呈现出迅猛增长的态势。国家发改委最新发布的《产业结构调整指导目录》，将锂离子电池等高新技术绿色电池制造作为高新技术产业放在了优先发展的位置。从国家发展战略来看，锂离子电池等绿色电池制造会继续作为高新技术产业放在优先发展战略。本项目顺应国家发展战略，短期内不会受到外部环境风险影响。24 4.商业模式4.1项目产品的开发、生产策略一期规划（实施时间2015—2016）在产品线方面，公司重点完成钛酸锂材料的试产线和钛酸锂极片的规模生产，产品各项性能达标。二期规划（预计实施时间2017—2018）在产品线方面，公司将在试单线的基础上，扩大钛酸锂材料的生产规模及建设一条1000万安时的钛酸锂电池生产线，预计钛酸锂的产能为500吨/年，钛酸锂电池产能1000万安时，年产值为1.6亿元。三期规划（预计实施时间2018—2020）在完成500吨/年钛酸锂及1000万安钛酸锂电池的基础上，新建1000吨/年的钛酸锂材料和5000万安时钛酸锂电池生产线，三期后预计总年产值8亿元。4.2项目产品的营销策略一期（实施时间2015—2016）公司发展重点在研发，因此竞争策略重点在于配合产品研发的市场培育及市场渠道开拓，重点客户为48V电池模组，军工及电动叉车等成熟客户。二期（预计实施时间2017—2018）公司采用高端差异化与高端指定价的战略，努力开拓天津力神等大客户，全面推进钛酸锂材料进入动力电池企业。三期（预计实施时间2018—2020）公司采用高度差异化战略，致力于成熟完善的服务与产品质量，领先钛酸锂材料行业，形成长期市场壁垒与优势，并大力开拓钛酸锂电池市场，适时进入乘用电动汽车及电动公交行业。4.3项目产品获利方式24 一期（实施时间2015—2016）一期战略主题为注重经营风险，压低人力成本。由于公司未来的经营情况具有极大的不确定性，因此公司的经营风险很高。这时的经营风险比财务风险更为重要。因为再好的融资方案也不能代替公司的经营战略使公司取得成功，如果公司的基本业务经营不好，那么最好的融资方案也仅仅是延缓它的灭亡而已。在这一阶段公司的资金主要以投入为主，主要用于建设生产链，培育各方市场。所以在这期公司有意压低人力、运营等各项成本。二期（预计实施时间2017—2018）：二期战略主题为提高销售费用以扩大市场，扩大公司规模以降低成本。销售规模将快速增长，公司的经营风险有所降低，公司的战略应当调整到营销活动上来，提高顾客黏度，并在原有基础上不断扩大市场，扩大公司规模，购置大量固定资产，宣传费用等也将加大。企业的中心由提供产品，研发技术转移到提供服务。这时公司的经营风险已经大大降低，此时的公司仍然有很大的资金需求，主要来源于研发技术，人员培训，扩大生产和市场。三级战略（预计实施时间2018—2020）三期战略主题为紧密结合公司战略，进行战略性投资。随着绿色储能与动力系统解决方案供应商这一模式的落定，企业经营多元化，公司的经营风险变小，也产生了大量的现金流，同时公司的再投资机会变得狭窄，资金需求降低。这个阶段将形成大量的资金沉淀，公司将用这部分资金来进行战略投资。4.4企业发展计划首先产品扩展方面，公司致力于钛酸锂材料和钛酸锂电池的开发，形成技术壁垒，产品主要是钛酸锂材料和钛酸锂电池。现阶段，公司的可销售产品主要是钛酸锂材料和钛酸锂电池极片；中期，随着资金注入，钛酸锂电池实现工业化生产，迅速完成资金回流；后期，随着进一步的技术开发，钛酸锂材料和钛酸锂电池共同发展、共同销售。除了这样的产品发拓展战略，更重要的是，公司同时不断升级自身的服务水平。作为市场的领导者和创新者，本项目公司致力于为客户提供成本低廉、性能优异的钛酸锂材料和钛酸锂电池24 此外，要成为国内动力电池产业领导者，本项目公司首先需要保证技术的安全性和可靠性，并且在价格上为厂商所接受，因此需要提供高效的运营模式、构建广泛的战略联盟；有效规避财务风险，保障市场目标的实现，并培养出一支高效的管理队伍。24 5.财务与经济效益5.1项目投融资计划项目投资5年计划年度/内容项目实施阶段投资额度（万元）资金主要用途2015-2016试产线建设1000设备采购及流动资金2017-2018500吨钛酸锂1000万安时电池线5800其中设备3000万，厂房建设2000万，流动资金800万2018-20191000吨钛酸锂5000设备及厂房建设2019-20205000万安时电池15000设备及厂房建设根据项目的进展和计划确定投资额度，目前项目第一期已完成，已进行试生产，包括50吨钛酸锂的生产和钛酸锂电池极片的生产；2017-2018年，主要进行500吨钛酸锂材料和1000万安时钛酸锂电池的投资建设和生产，生产设备需要5800万元，主要包括厂房建设、设备采购和流动资金；2018年和2019年建设一条1000吨钛酸锂材料生产线，预期投资5000万元，建设厂房和采购设备。2018年起，在钛酸锂材料及钛酸锂电池的基础上，扩大钛酸锂电池的产能到5000万安时，预期投资1.5亿元，主要用于设备采购及厂房建设。5.2项目经济效益分析5.2.1经济效益预测5年的经济效益预测内容/年度20172018201920202021销售数量50吨500吨和200万Ah1000吨和400万Ah1500吨和3000万Ah1500吨和5000万Ah服务用户数量（家）25204080年销售收入800万1亿2亿4.5亿6亿总成本500万6000万1.2亿3亿4亿毛利润率60%66%66%50%50%企业人数105010015020024 根据资金投资、生产成本、销售成本和销售额确定今后5年的经济效益，根据现在的钛酸锂销售价格和我们的生产成本，钛酸锂材料的利润维持在60%，而钛酸锂电池的利润维持在50%，2016及2017年主要以钛酸锂材料的销售为主，大概可以销售50吨钛酸锂，扣除初期建设成本，我们的销售额大概为800万元，毛利润维持在60%。2018年，销售产品主要为500吨钛酸锂和200万安时钛酸锂电池，毛利润为66%；2019年，钛酸锂材料的销售量达到1000吨，钛酸锂电池的销售额为400万安时，总销售额为2亿元；2020年和2021年，全部达产后，钛酸锂的销售量为1500吨，钛酸锂电池的销售量为6000万安时，到2022年，总销售额为8亿元，毛利润维持在50%。5.2.2项目投资静态分析以1500吨钛酸锂材料/年生产规模为基础，计算不同价格下的经济指标，如果以16万元/吨进行销售，不到四年就可以收回成本，并且项目的总投资收益率达到50%。由于我们采用优异的技术路线，钛酸锂材料的生产成本大大降低，具有很宽的价格区间，具备很强的抗风险能力。钛酸锂价格（万元/吨）1214161820总投资收益率（%）19.336.069.1101.8134.1税后内部收益率（%）16.929.651.270.187.8税后投资回收期（年）6.64.93.63.12.7盈亏平衡点（%）78.565.650.441.736.25.2.3项目社会效益预测24 本项目的建设具有很好的社会效益，主要体现在以下几个方面：（1）有效缓解国内环境污染问题，随着人们低碳环保与节能减排意识的不断增强，以及锂离子电池技术的兴起与成熟，电动汽车与储能装置持续蓬勃发展。本项目开展的钛酸锂电池项目，顺应国家发改委最新发布的《产业结构调整指导目录》，钛酸锂电池作为高新技术绿色电池制造行业，将持续放在国家战略发展的优先位置；（2）本项目全部建成后，项目公司将解决200人的直接就业问题，项目产品全面推广后，将有成千上万人从事锂电池相关的行业，有效缓解社会的就业压力。（3）增加国家税收，全面达产后，每年的销售额达到8亿元，可以大幅增加当地的税收。24'