项目位于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗三垧梁工业园区内蒙古信敏惠纳米科技有限公司现有厂区范围内。项目主要建设纳米碳管产线和配套酸洗提纯产线及相关辅助配套设施。项目建成后可形成年产 1,500 吨碳纳米管粉体。
2、项目实施主体
本项目的实施主体为山东长信化学科技股份有限公司全资子公司内蒙古信敏惠。
3、项目投资概算
本项目的总投资为 15,000.00 万元,建设期为 1 年。
4、项目建设方案
(1)项目选址
项目位于内蒙古达拉特经济开发区三垧梁工业园区,在内蒙古信敏惠自有的土地上实施。三垧梁工业园区定位及发展方向为沿黄河经济带上以发展煤化工、煤电铝及有色金属、建材、新材料等产业为主的综合型工业园区,建设用地属规划的工业建设用地,符合当地土地利用规划和土地管理的政策法规。
(2)主要原材料及燃料动力供应
本项目外购原材料主要为丙烯,辅料为盐酸、氢氟酸等,原辅材料均为常见的化工产品,原材料供应均有保证。本项目的所需燃料及动力主要包括天然气、和电力,项目建设地对其供应均有充足的保证。
5、项目实施进度安排
本项目计划建设期 1 年,本项目进度计划本项目进度计划内容包括项目的
前期准备、工程设计、土建施工、设备采购、设备安装、启动调试、试运行等。6、项目环保措施项目生产运营时的主要污染物为固废、废气和废水,具体措施如下:
(1)固废
固废主要有焦油类物质、废包装和生活垃圾,其中危废贮存于危废暂存间,委托有资质单位定期外协处理;生活垃圾由环卫部门处理。
(2)废气
本项目废气纳米碳管生产产生的焚烧炉烟气、纳米碳管收集成品罐颗粒物、酸洗提纯产生的酸雾。焚烧炉烟气经收集后通过 15m 高排气筒排放;纳米碳管收集成品罐颗粒物经布袋除尘器过滤后外排;酸雾收集后由碱液喷淋塔吸收处理后通过 15m 高排气筒排放。废气的有组织排放均符合《锅炉大气污染物排放标准》、《大气污染物综合排放标准》等相关标准。
(3)废水
项目废水主要为酸洗提纯废水、酸洗碱液喷淋用水及生活污水。酸洗提纯废水和酸洗碱液喷淋用水收集后经管道送新能能源有限公司中水给水系统处理。生活污水经化粪池预处理后经管道送新能能源有限公司污水处理站处理。
7、项目经济效益分析
本项目主要经济指标情况如下:
总投资 15,000.00万元;达产后年销售收入 10,619.47万元;达产后年净利润 4360.59万元;所得税前投资回收期(含建设期 1 年) 4.08年;所得税后投资回收期(含建设期 1 年) 4.64年;所得税前财务内部收益率 36.31%;所得税后财务内部收益率 29.36%。
8、碳纳米管在锂电池行业应用情况
锂电池在充放电过程中,需要锂离子、电子的共同参与,这就要求正负电极必须是离子和电子的混合导体,正极材料通常为过渡金属氧化物或者过渡金属磷酸盐,多是半导体或者绝缘体,导电性较差,必须要加入导电剂来改善导电性;
负极石墨材料的导电性稍好,但是在多次充放电中石墨材料会膨胀,导致石墨颗粒间的接触减少、间隙增大,有些甚至脱离电极片不再参与电极反应,所以也需要加入导电剂,保持循环过程中的负极材料导电性稳定。碳纳米管作为管状纳米级石墨晶体,有非常优异的力学、电学、热学性能,可以作为一种新型导电剂应用于电极材料的制备,在提高锂电池能量密度、电极充放电效率的同时,延长锂电池使用寿命。传统炭黑导电剂在正极材料中的添加量一般为 3%,而碳纳米管因其高效的导电性能,一般可将添加量降低至 0.5-1.0%。
此外,碳纳米管可以使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导,大幅提升锂电池的循环寿命,基于以上优势碳纳米管正逐渐成为动力锂电池的主流导电剂。但单独的碳纳米管粉体用于锂电池导电效果并不理想,因为粉末状态的碳纳米管投入浆料中不能完全的分散开,处于聚团状态,降低了自身的导电性,需要加入 NMP 和分散剂后,通过研磨分散,制得分散均匀的碳纳米管导电浆料才能发挥出最好的导电效果。NMP 作为碳纳米管粉体的载体,在碳纳米管导电浆料中的成分占比在 95%-96%左右。
在全球大力发展新能源汽车的大背景下,动力锂电池市场的高速增长直接带动了碳纳米管需求增长,加上当前我国补贴逐渐退坡的现实背景,锂电池企业更注重成本控制,对能量密度、循环性能的要求越来越高,在研究正负极新材料的同时,也开始探索通过其他材料辅助提升锂电池能量密度。碳纳米管凭借其较高长径比(长度和直径比)的特性,可以通过更少的添加量来提升正极活性物质含量,从而提升锂电池能量密度。基于以上优点,碳纳米管正逐渐替代传统导电剂成为动力锂电池主流的导电剂。
碳纳米管导电浆料在锂电池正、负极均有应用:
正极方面,碳纳米管添加比例小于炭黑,可提升电池的能量密度。碳纳米管目前主要应用于三元电池,但未来搭配磷酸铁锂电池也有着广阔的市场空间,碳纳米管可以在磷酸铁锂低成本、高安全性的优势下,有效地弥补电池能量密度低的问题。未来磷酸铁锂电池市场空间广阔:
(1)磷酸铁锂电池安全性更好,主流车企加大磷酸铁锂版本车型的投放;
(2)以比亚迪刀片电池为代表的磷酸铁锂电池在能量密度和成本方面优势明显,已经获得了市场认可;
(3)储能需求增加,带动磷酸铁锂出货量提升,预计 2025 年全球磷酸铁锂正极材料对CNT 导电浆料的需求量约为 59 万吨。
在负极方面,大多数锂电池是以碳基为负极,但是碳基电池负极容量低,现阶段已经开发接近理论值,未来提升空间不大。而新一代负极材料硅与碳化学性质相近,储量丰富、成本低、环境友好,同时兼具有着更高的电容量,但硅基负极导电性能较差,需要添加高性能导电剂来提升其导电性能,同时碳纳米管高的机械强度能够提高硅基负极材料结构的稳定性,使其在离子脱嵌过程中结构不易被破坏,保持循环过程中的负极材料导电性的稳定。
未来,锂电池正、负极材料对碳纳米管导电剂均存在持续扩大的需求。
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