《(最新)废旧锂电循环利用可研2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(最新)废旧锂电循环利用可研2.doc（48页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、创新基金项目编制提纲一、企业概况1、 管理团队（1）核心团队：教育背景（学习及培训经历）、工作业绩*。核心团队包括总经理、分管技术、市场、财务等方面的副总经理和同类职务的人员，如项目负责人及技术骨干属核心团队，此处可简述。公司董事长：李新海，男，46岁，工学博士，中南大学冶金物理化学系主任，教授，博士生导师，享有政府特殊津贴专家，先进能源与材料领域知名学者与专家，教育部先进电池材料工程中心副主任、学术委员会副主任委员，中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会副主任委员，湖南省化学化工学会理事，中国锂电池行业协会理事，电池期刊编委。湖南杉杉新材料有限公司技术总监。主要从事材料、冶金与电化学的研究，
2、先后主持和完成国家“973”项目、国家科技支撑项目、国家“八五”攻关等项目4项，国家自然科学基金、国家教委博士点基金、中国博士后基金项目5项，湖南省重大科技攻关项目2项，湖南省科技攻关项目2项，有色金属工业总公司项目3项，主持校企合作项目30余项。研究主要涉及新型化学电源与能源材料、炭素功能材料、有色金属资源综合利用等领域并取得许多重大创新性成果。其中在新型化学电源及能源材料领域，成功开发了无汞碱锰电池及其关键材料（无汞锌粉、二氧化锰、无汞扣式碱锰电池等），镍氢电池及其关键材料（球形氢氧化镍、储氢合金、镍氢电池等），锂离子电池及其关键材料（钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰氧、炭负极、四氧化三
3、钴、氧化锰、六氟磷锂、锂离子电池、聚合物锂离子电池、锂离子动力电池），燃料电池及超级电容器等高新技术产品。先后有12项科研成果通过省部级科技成果鉴定。获省部级以上成果奖励7项，其中“锂离子电池及其关键材料的制备技术与产业化”荣获2006年度湖南省科技进步一等奖，另有二等奖2项、三等奖3项、四等奖1项。申请国家发明专利15项，其中授权发明专利5项。发表学术论文239篇，其中被SCI、EI、ISTP收录的论文达172篇次。出版专著化学电源一本。以上创新性成果有力促进了我国在先进能源及其材料领域自有知识产权的建立，推动我国先进电池及其材料产业的快速发展。工作中，非常注重和积极推进科技成果的转化，并取
4、得了卓著的成效。以上成果中的大部分均已在国内成功产业化，以取得的科研成果为核心技术的一批高新技术企业迅速崛起。其中湖南杉杉新材料有限公司生产的钴酸锂产品以其优异的性能居于国内领先和国际先进水平，迅速成长为国内同类产品的主力军，产品畅销于国内外各大知名企业，在市场占有率与销售额连续居国内第一。近年来，先后被评为湖南省普通高等学校科技工作先进工作者、湖南省有突出贡献的科技工作者、湖南省新世纪121人才、长沙市十佳科技创新青年人才、长沙市高开区有突出贡献的科技专家、湖南省留学人员创业园优秀留学回国人员、长沙市高开区突出贡献的创新专家、2006年度李新海教授学术团队荣获首届“湖南青年科技创新十大杰出集
5、体”。公司总经理：张云河，男，1974年出生，博士，副教授，1998年硕士毕业于中南工业大学冶金物理化学与化学新材料研究所，并于同年留校从事教学与科研工作。主要从事电化学动力学、化学新材料、能源材料等领域的研究，在镍氢电池、锂离子电池、燃料电池及其电极材料方面进行了大量研究，球型氢氧化镍生产技术、周期性外场梯度生长法制备微掺杂型钴酸锂技术等6项科研成果先后通过省部级鉴定，并已实现产业化，在国内外发表学术论文20余篇。副总经理：杨志，男，1978年出生，博士，高级工程师，从2000年开始从事新型能源及相关材料研究，先后负责开发(Ni1/3Co1/3Mn1/3)3O4粉体材料、高密度四氧化三钴粉体
6、材料等研究项目，并参与多项能源材料的产业化项目。其中高密度四氧化三钴项目获省级鉴定，获省部级科技进步奖多项。公司财务主管：(请补充)（2）创业企业家介绍（自我评价：创新意识、开拓能力、经营理念）详见公司董事长简介2、 企业现有能力（1）开发能力，包括企业的研发队伍和资金投入以及近年来取得的研究开发成果。公司成立了特种材料研究所作为专门的研发机构，研究所有博士17名、硕士5名，其中高级技术职称人员13名、有着丰富的实践经验，研发实力雄厚，技术层次高，在按时按量完成新产品研发工作的基础上，为企业培养出一流的科技人才。研究所担负着公司新产品开发、试制、生产技术指导、生产工艺确定技术人才培训、对外技术
7、交流等工作。研究所具备雄厚的科研条件，其科研成果在本行业一直处在先进行列，具有一定的影响力，是公司发展的坚强支柱，能保证公司的持续创新能力和技术的先进性。从公司成立以来，公司将产品、技术研究开发作为公司的生命线，并进行 了大量投入，近两年来共投入研发经费近800万元。由于公司的高度重视，加强产品更新换代，投入产出硕果累累。（2）生产及营销能力，包括企业的具备的生产条件、经营模式和市场策划能力、销售渠道等。生产能力：公司已完成了废旧电池资源化循环利用的中试，并确定了生产工艺，产品质量稳定，各项指标达到或超过了设计要求，补了国内空白。目前公司有足够的生产基地，10000平米厂房，湿法和火法配套设备
8、齐全，同时购置安装了部分的中试生产设备。在不断改进技术的同时，我公司不断拓展市场，扩展销售网络， 对本项目产品加大宣传力度，中试产品由中信国安盟固利、瑞翔新材、杉杉新材等单位试用后，反应很好，产品质量受到了用户的认可，质量要求达到或超过进口产品水平，规模化生产后完全可以取代进口，通过洽谈，与本公司签订了长期的供货协议。此外，公司正在与外商洽谈，积极开拓国际市场，除自营出口外，同时与国内的出口贸易公司建立了良好的合作关系。营销能力：公司发展从市场需求出发，考虑到本行业中不同用户生产工艺不同的特点，严格按照产品用户的要求生产高规格的产品。公司产品的技术规格和质量均为世界一流水平，有很强的市场竞争力
9、，用户反馈情况很好，用户群在不断增长，高密度高活性电池级四氧化三钴产品占据了国内20%的市场份额,并拥有杉杉、瑞祥、中信等一批高端客户。目前公司收入全部来源于产品的销售，在此基础上，放眼世界，不断地增加科研投入和市场开发力度，紧盯市场，保持领先的技术水平和优质的产品质量，把公司做强做大，成为世界知名的集科研、生产、贸易于一体的新材料公司。（3）资金管理能力，包括企业财务主管、会计的专业背景、专业证书获得情况（附复印件），企业财务管理状况及采取的相应措施；应收账款、应付账款的管理策略和回收及支付能力；是否得到过银行贷款并能够按期偿还，是否有银行颁发的资信等级证书。公司自成立开始就充分认识到中小企
10、业资金管理能力的重要性，就针对资金管理、资本运作等，特别是资金回笼问题建立了一套切合实际、操作性强的管理办法和制度。公司全面实施预算管理以提高资金使用效益。针对应收帐款公司的管理策略是通过提高付现折扣，鼓励顾客提早支付货款，同时加强收款理念和技巧培训，从一线人员、业务主管到部门经理都进行培训。另外，在公司产品市场完全铺开并在全国具有一定影响时，公司计划适当缩短信用期间，通过以上策略来提高应收帐款周转率。对于应付帐款，公司也制定了一套管理策略，在严格按照合同计划付款的前提下，通过和一定量的外协生产来维持一定比例的应付帐款。（4）其他特殊能力，包括已获得的质量认证、高新技术企业认证以及其他特殊资格
11、或证明等。本公司是湖南省科技厅认定的高新技术企业，2005年已通过ISO9001:2000质量管理认证体系，正准备通过ISO14001体系认证。3、企业发展历程及抵御风险能力包括最初成立情况、重大项目开发、主要产品上市、重大融资事件、公司人员总数变化情况、总资产、净资产、主营业务收入、利润水平的重大突破以及本企业认为的其他重大事件。分析项目的实施可能会给企业未来发展所带来的风险（资金、政策、市场等），提出应对措施。（1）发展历程：湖南海纳新材料有限公司于2003年 9月注册成立，目前拥有年产2000吨电池级四氧化三钴的生产能力，主要从事锂电池正极前驱体材料及相关产品的研制、开发、生产、销售，属
12、于民营高新技术企业。 公司以人才为根本，以科研为核心，以产品为依托，凝聚了一批在国内外电化学及能源新材料领域久负盛名的资深专家、教授，并与中南大学、长沙矿冶研究院等多所科研院所建立了长期的技术合作关系，形成了一支以博士、硕士为核心的高层次、高水平的研究开发队伍，潜心致力于新型电池材料的研究与开发，并始终确保公司的工艺技术与世界的先进水平同步。公司现拥有锂电池材料关键领域的多项核心技术和自主知识产权。 公司以现代科学的管理理念，严格按ISO9001质量管理体系进行质量控制，并拥有一流的检测仪器与设备，先进的工艺技术，产品质量及各项性能指标达到国内先进水平，在市场上享有盛誉。公司的经营理念是：以卓
13、越的品质和服务为客户创造新的价值，以创新的技术与客户共同培育核心竞争力。（2）项目的实施可能会给企业未来发展所带来的风险及应对措施：目前项目产品已通过用户的试用和权威检测部门的检测，技术水平成熟度高，在核心关键技术实现方面基本不存在什么风险，主要风险来自于产业化时，放大生产如何合理地保证产品质量，针对这一问题，企业已经有了解决办法，严格把手产品质量关，完全采用日本大公司的产品质量管理办法：1、严把IQC关,严格确定原材料的生产厂商，对主原材料进行全检，对辅原材料进行抽检。2、对关键工序采用程序控制，并对生产过程中的原始数据进行统计分析，确保Cpk1.33。3、严把OQC关,对生产出的每批号的产
14、品进行全检。制程过程中,不合格产品/半成品不准进入下一工序，并要立即查找原因、解决问题，严格按照ISO9001要求进行产品的研发,确保企业的每批产品均为高品质的精品。保证企业在放大生产的条件下，产品各项性能指标完全达到设计的要求。二、项目技术与产品实现1、项目基本情况（1）项目基本信息：项目名称、所属领域、起始时间、计划完成时间废旧电池资源化循环利用；资源与环境；2008年5月2010年5月。（2）项目技术来源：开发方式：产学研合作开发技术请标出：技术来源单位类别、技术来源单位名称、产权归属及获得方式、科技计划项目类别（自然基金、国家攻关、“863”、973、国家级其它计划、省部级计划、地方科
15、技计划、其他）项目名称。属自主开发技术与项目相关的专利情况：专利号码、专利名称、专利权人（名称、性质、与项目单位关系）、进展情况（申请、已签发受理通知书和专利申请号、签发授权通知书正在公告申请文件、已颁发专利证书）申请、受理、授权、专利范围（国内专利、国际专利及申请地），简述专利说明书内容。1. 发明专利名称:一种锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧及其制备方法申请号:ZL200510031354.3 申请单位:中南大学 申请日:2005.3.23 公开日:2006.9.26 公开号:1838453A 国内专利发明人:郭华军 李新海 王志兴 彭文杰 张明 胡启阳 张云河 杨志专利摘要: 一种锂离子电池
16、正极材料锂镍钴锰氧-富锂型层状结构锂离子电池正极材料,其化学分子式为:Li1+NixCoyMnzO2,其中1.021+2,0.5x+y+a2.4g/cm3，以此为原料制成的镍钴锰酸锂产品满足与（1）相同的指标。4) 建成示范性生产线，新增年销售收入1亿元，年净利润1000万元。项目实现的质量标准类型、标准名称：电池级四氧化三钴产品符合YS/T633-2007 四氧化三钴中国有色金属质量标准;其他产品符合客户具体要求通过本项目实施企业新获得的相关资质证书等。（此条删除！）（2）项目创新内容创新类别说明（理论创新、应用创新、技术创新、工艺创新、结构创新）。项目创新内容要分条目描述：要用技术语言，尽
17、可能多用实验数据对技术创新，如：材料创新、结构创新、工艺创新等描述，要有新旧技术、结构或工艺对比，并附以画出新旧结构图和工艺流程图等。项目技术先进性（含量），要有数据分析、对比。如果是技术创新，请说明目前一般采用什么技术，申报项目对什么技术进行了创新；如果是结构创新、工艺创新，需进行新旧结构或工艺对比，并画出新旧结构图和工艺流程图。传统的锂离子电池回收流程见图1所示,传统工艺中,通常锂和铜未有效回收,而且为了得到单一盐,将镍钴分离结晶,资源利用率低,未将回收与锂离子电池关键材料制造结合起来.本项目的创新性是将电池材料的关键制造技术与有色金属冶金分离、提取技术有机结合，实现废旧电池或废弃材料的重
18、新利用，实现资源的再生。拆解、粉碎与筛分外壳、隔膜纸等废正极活性材料酸浸H2SO4+H2O2P204萃取净化除杂浸取液萃余液P507萃取分离浓缩、结晶萃余液萃取液硫酸镍碳酸锂反萃、结晶硫酸钴废旧锂离子电池图1 锂离子电池传统回收生产钴盐/镍盐处理流程图锂离子电池处理回收直接生产正极材料该项目突出的创新优势体现在三个方面：一是最大限度地综合利用了废旧锂离子电池的锂、镍、钴、锰等有价金属，二是大大缩短了传统方法的工艺流程；三是最大限度的降低了正极材料成本：直接利用了废极片中的镍钴锰锂等原料，节省了提纯成本；直接综合利用了废旧锂离子电池的锂、镍、钴、锰等有价金属，元素利用率高，节约了原料成本。由于废
19、极片中正极材料只是在使用过程中结构发生了劣化（电池生产过程中的废极片甚至没有发生结构变化），只要进行有效分离后进行结构调整就可以重新使用，因此，与目前传统的电池级四氧化三钴生产钴酸锂正极材料相比，本废旧锂离子电池铝锭、不锈钢锭 外壳 拆解分类负极片电解电解铜板 废正极片 石墨粉电解技术成分均匀化与材料改性技术脱铝、胶、导电剂分析高效分离极片料与集流体、粘结剂、导电剂技术配料烧结粉碎包装 正极材料产品图2 锂离子电池直接回收生产正极材料处理流程图项目生产过程能耗低，锂得以充分回收利用,经济效益可观。且废负极片中铜作为资源得以回收，然而，石墨一般都被废弃。本项目将在充分发挥铜的价值的基础上，回收石
20、墨作为石墨粉产品使用。此外,此过程无须复杂湿法分离过程,经济环保,收率高.废弃锂离子电池直接回收工艺流程图2所示。锂离子电池处理回收生产电池级高纯Co3O4对于复杂的废旧锂离子电池(正极材料钴酸锂中混用其他正极材料等),通过浸出选择性化学除杂和萃取分离得到高纯钴溶液,合成专用球形草酸钴和碳酸钴,通过对专用球形草酸钴、碳酸钴的回转动态焙烧，使草酸钴、碳酸钴经高温固相氧化分解，得到氧化完全、一次颗粒微细的钴氧化物。通过机械活化后,在较高温度、弱氧化气氛下对高温固相氧化分解后的产物进行静态焙烧，可以对废旧锂离子电池铝锭、不锈钢锭 外壳 拆解分类负极片电解电解铜板 废正极片 石墨粉脱铝、胶、导电剂浸出
21、萃取高纯钴溶液络合剂+沉淀剂 络合沉淀回转烧结球形草酸钴/碳酸钴二次烧结整形 四氧化三钴产品图3 锂离子电池回收生产四氧化三钴处理流程图氧化产物颗粒的微观结构、表面形貌进行调整，实现钴氧化物的二次造粒，得到的四氧化三钴颗粒结构致密、均一，表面光滑,无杂相。与传统一次烧结比,纯度高,活性高,密度可提高20%,由于废料回收得到的纯钴溶液成本低,而且省却钴盐结晶和钴盐溶解等过程,相比用商品钴盐制备四氧化三钴比,流程更短,能耗更低,省却了结晶装置和脱水装置,成本更低.此外,萃取分离回收产生的副产品如镍以及电解得到的铜等,附加值高,综合成本低.此外,通过对萃余液镍盐结晶回收后的母液沉淀处理,锂以碳酸锂的
22、形式回收.锂离子电池处理回收生产镍钴锰三元氧化物传统萃取回收过程中,锰未回收,镍钴分离结晶,工艺复杂,成本高,此外,普通沉淀及未包覆的三元材料,安全性能差、加工性能差.本技术中,对于复杂的废旧锂离子电池(正极材料钴酸锂中混用其他正极材料等),通过浸出选择性化学除杂及深度萃取除杂无须分离得到高纯钴镍锰溶液,减少了分离和结晶过程,成本大大降低.通过补加相应盐调整溶液中镍钴锰比例,直接沉淀得镍钴锰前驱体,采用多元络合共沉淀、非均匀成核表面包覆等技术，开发高振实密度废旧锂离子电池铝锭、不锈钢锭 外壳 拆解分类负极片电解电解铜板 废正极片 石墨粉脱铝、胶、导电剂浸出萃取溶液浓度调整 高纯钴镍锰溶液多元络
23、合剂+沉淀剂 络合沉淀包敷处理镍钴锰前驱体热处理 镍钴锰三元氧化物图4 锂离子电池回收生产镍钴锰三元氧化物处理流程图球形低钴锂镍钴锰氧材料，与传统单一络合剂及未包敷处理相比,显著提高了材料的安全性能，解决锂镍钴锰氧正极材料加工性能差的难题.其工艺流程见图4. 电解得到的铜等,附加值高,综合成本低.此外,通过对三元沉淀后的母液的沉淀处理,锂以碳酸锂的形式得以充分回收,有价金属得以充分回收.（3）项目技术开发可行性A. 项目技术发展现状国内外废旧电池回收现状自20世纪60年代以来，西方国家开始立法加强废旧电池的管理、回收与处理，至1996年5月当时的美国总统克林顿签署含汞电池和可充电电池管理法令止
24、，主要发达国家已建立了较完善的废旧电池管理体系。其中，丹麦是欧洲最早对电池进行循环利用的国家，1996年开始回收镍镉电池，1997年镍镉电池的回收率已达95%；英国从1998年开始回收各种镍氢、镍镉电池，2000年约回收电池600吨；法国1999年立法全面回收各种废旧电池，2001年已拥有几家大型电池回收处理企业；日本回收处理废旧电池一直走在世界前列，早在1993年就开始回收处理电池，目前二次电池的回收率已到94；美国目前主要回收废旧二次电池，2005年镍镉电池的回收率要求达到90以上；德国从1998年10开始以法律形式规定对电池进行回收。国内厂家如广东南海邦普和浙江华友钴业等厂家已开展了废旧
25、锂离子电池的回收,但总体而言,国内废旧电池的管理工作尚属于起步阶段，但随着我国电池消费量的剧增，其废旧电池的潜在污染问题已成为我国各级政府和社会各界关注的热点，如国家环境保护总局于2003年10月颁布了废电池污染防治技术政策，但由于电池产品种类多、规格不一，且用户极为分散，同时人们对废旧电池的潜在污染问题还缺乏足够的认识，因而我国至今尚未建立完整的废旧电池回收体系。然而，随着循环经济法等法规于2008年1月实施，废旧充电电池等废旧物质的回收体系将会逐步建立与完善。国内外废旧电池回收处理技术比较(a) 浮选法金泳勋、松田光明等以废锂离子电池为对象，制定了用浮选法回收电池的金属材料铝箔、铜箔和锂钴
26、氧化物颗粒等一系列再生利用工艺流程。废锂离子电池在立式高速旋转粉碎机粉碎30s后，用10目筛子筛分粉碎产品，得到筛上产品和筛下产品。筛上产品经风力摇床分选，获得轻产品和重产品。筛下产品用65目振动筛筛分，获得筛上产品和筛下产品。按废锂离子电池给料产率为100%，计算各工艺流程产品的产率，粉碎后的产品产率90.2%，由10目筛子、风力摇床和振动筛处理得到以下三个产品：用作隔板的树脂材料产品产率为4.3%，铝箔、铜箔或铝制金属壳碎片产品的产率为39.8%；含锂钴氧混合物在温度773K下热处理2h后，用煤油为石墨浮选作捕收剂MIBC（甲基异丁基甲醇）作为起泡剂。煤油用量12Kg/t，起泡剂MIBC用
27、量114kg/t，矿浆固体浓度10%，浮选时间10min，能有效分离锂钴氧化物-石墨混合粉末，获得的锂钴氧化物产品中的锂钴氧化物，品位为93%以上，回收率为92%以上。浮选法的工艺流程相对比较简单，投资成本比较低，可以实现活性材料中LiCoO2、铝箔、铜箔和石墨粉末的有效分离；所获得的LiCoO2经湿法浸出提纯、资源化。(b) 盐酸浸出法 Contestabile M.等提出了盐酸法回收废旧锂离子电池有价金属的新工艺。主要包括：1）废的锂离子电池经过粉碎和筛分工序后，被去掉金属外壳，得到电极活性材料；2）在100下用氮甲基吡咯烷酮（N-methylpyrrolidone-NMP）将活性材料浸泡
28、1h后过滤可分离出Al和Cu的金属箔片，以及锂钴氧化物和石墨粉末混合物，对锂钴氧化物和石墨粉末进行多次水洗，回收NMP循环使用；3）在80的温度下用4MHCl溶液将所得的LiCoO2粉末浸出1h后，过滤、除去石墨粉末，得到含有Co2+离子的溶液；4）NaOH调节溶液PH值，产生沉淀，过滤，得到Co(OH)2。但该工艺得到的主产品（Co(OH)2）纯度较高，但仅停留在实验室阶段，只实现了金属钴的回收，而未考虑到锂的回收问题。(c) 溶剂萃取法Zhang Pingwei等提出了萃取法回收锂离子电池中Co、Li的新工艺。该流程如图1-2所示，主要包括：（1）破碎：锂离子电池经机械破碎后，除去外层的塑料皮和金属外壳，拆解分离出正极材料（主要由LiCoO2、少量有机聚合物和石墨构成）；（2）浸取：分别研究了H2SO3、NH2OHCl、HCl等3种浸出剂条件下的浸取动力学。结
