CNT纳米碳纤素动力电池及纯电动汽车产业化基地项目可行性研究报告

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1、CNT纳米碳纤素动力电池及纯电动汽车产业化基地项目可行性研究报告目录第一章 项目概况8一、可行性研究的依据和范围8二、可行性研究的内容概要9三、产品方案和生产规模9四、投资总额9五、建设周期9六、主要经济指标9七、经济及社会效益10八、技术水平及预期目标10九、项目总体评价10第二章 项目公司概况11一、项目公司沿革11二、项目主要负责人12三、技术团队12四、项目的技术基础13第三章 项目实施的背景和意义27一、市场分析27二、项目实施的必要性30三、项目竞争分析33第四章 CNT纳米碳纤素动力电池主要技术特点35一、技术、工艺与设备方案36二、主要原辅材料供应37三、历代电池技术参数比较3

2、8四、CNT电池与Li-iON电池比较38五、极板结构38六、CNT电池的设计特点39七、三款主流电动汽车参数对比表39第五章 CNT纳米碳纤素动力电池应用领域40一、纯电动汽车产业40二、电子产品40三、国防高科技产业40四、环保问题40五、化工、冶金行业41六、CNT纳米碳纤素动力电池在汽车上的应用举例41第六章 项目实施43一、生产任务及纲领43二、工作制度和年时基数43三、工厂组成和面积44四、工艺方案49五、运输、仓储51六、土木工程52七、环保、消防安全和卫生53八、投资估算53九、经济分析55十一、环境污染防治56十二、建设工期和进度安装57十三、项目推广59第七章 结论和建议5

3、9一、结论59二、建议60附件61附件：CNT电池产品规格书61项目摘要一、项目公司深圳中星汽车制造公司创立于1988年7月5日，多次取得中国和世界发明专利，多次代表中国政府出席世界电动汽车大会参展并获奖，是中国第一台电动汽车的设计、生产单位，先后研制出了十三代电动汽车和世界上最先进的CNT纳米碳纤素动力高能电池。其技术发明人、技术持有人牛锡贤先生曾受到李鹏、温家宝、李克強三位总理及田纪云、邹家华、刘延东等多位副总理的接见，邹家华副总理还亲自驾驶其制造的电动跑车行驶了47公里。二、项目生产方案1、CNT纳米碳纤素材料年产能：3870吨。2、CNT纳米碳纤素动力电池年产能：1800万块。3、纯电

4、动轿车年产能：20万辆。三、关键技术优势环保优势：纳米碳纤素电池其极板的材料为纳米碳，并采用有机电解液，其对环境几乎是无污染。电池容量优势：纳米碳纤素电池采用2000平米2800平米/g的微孔纳米材料，增大了表面积比，使电池的容量为一般电池的710倍。用在电动轿车、大巴上的主要有200、500AH的动力电池，体积比功率512Wh/L，质量比能量237Wh/kg，电池从-25+65的环境温度下能正常工作，可使电动轿车和电动大巴的最大行驶里程达500公里和460公里以上。性能优势： 纳米碳纤素动力电池寿命长，最高使用可达10年以上，采用导电性很强的超轻材料，其重量轻。增大极板表面积后，采用物理充电

5、法，大大提高了充电速度。CNT电池与Li-iON电池比较：锂离子电池已问世十多年，通过市场应用，突出主要问题有：安全性能差：由于锂离子电池效率只有左右，变成热量。沸点大于摄氏度就易爆炸；锂离子电池成本高，比能量低，可充电次数少，充电时间长，容量严重下降，使用周期短，加大使用成本，且目前中国研发水平其电池容量行驶里程均在150公里左右，难于满足客户续航里程的要求。而CNT纳米碳纤素电池其衰减率不足百分之一，而寿命最高可达10年以上，行驶里程已经达到了500公里以上，电动大巴达到460公里以上。增大极板表面积后，采用物理充电法，减少了电化学电池的反应时间，电荷直接快速聚集到极板表面，因而大大提高了

6、充电速度，使充电时间减少到3小时，最短仅为20-30分钟。CNT电池的粒子比一般微米级石墨材料小103量级，表面比是锂离子电池的70倍。重量比锂电池轻2倍，成本仅为锂电池的1/2，因而在价格上占据明显的优势。四、项目投资总额本项目计划投资总额132亿元，其中建设投资72亿元，流动资金投资60亿元。五、经济及社会效益年产值380亿元人民币，年利润351,495 万元，年增值税，城市维护建设税，教育费附加税、所得税266,765万元。项目的建设加快我国能源结构调整，有利于我国环境保护，有利于建设资源节约型、环境友好型社会。该项目可直接提供了9000多个以上的工作岗位，年工资额39,377万元，对促

7、进地方就业拉动地方经济极为有利。引言 “十二五”期间，中国把新能源汽车产业列入了国家重点支持的七大战略产业之一，同时各地政府也纷纷制定了鼓励和支持新能源汽车产业发展的政策。去年四月份，国务院通过了节能与新能源汽车发展规划(2012-2020)，今年9月下发了关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知（财建2013551号），并且不断出台相关的利好政策。中星汽车制造有限公司创立于1988年7月5日，多次取得世界和中国的发明专利，多次代表中国政府出席世界电动汽车大会参展并获奖，是中国第一台电动汽车的设计、生产单位，先后研制出了十三代电动汽车。新能源汽车是国家未来的主导发展方向，而此项领域以电池核心技

8、术的突破最为关键。所以研发具有市场竞争力及国际领先的电池技术是各大汽车公司的重要目标，但始终步伐缓慢。中星公司经过多年研究，成功开发出一种大功率、大容量、体积小的CNT纳米碳纤素动力电池，作为该电池的主要原材料之一的纳米碳纤素，其原材料在中国有着丰富的贮藏量。CNT纳米碳纤素动力电池通过国家863高科技项目的重点攻关项目验收，与之相关的电池原材料也都得到大力发展，并形成了一定的体系。在此基础之上研发国际顶尖技术的CNT纳米碳纤素动力电池已完全实现，目前当下已具备了产业化的基础条件。“CNT纳米碳纤素电池”的核心技术和产品为世界储能技术及其相关应用领域提供了现实可行的全方面支持。具备了无污染、大

9、容量、高性能的等诸多优势，在众多领域开辟了巨大的应用市场，可在汽车、航天、航空、航海、电力、通信、计算机等领域广泛运用并可逐步替代传统电池。在国际、国内市场上具有无可争辩的竞争优势。随着国际油价的不断上涨和汽车保有量的连续增加，中国正面临着能源和环保的双重压力，发展新能源汽车已经成为一个必然选择。8第一章 项目概况项 目 名 称：CNT纳米碳纤素动力电池及纯电动汽车产业化基地项目项目主要承办单位：中星汽车制造公司承办单位法人代表：牛锡贤承办单位注册地址：广东省深圳市一、可行性研究的依据和范围（一）可行性研究依据1、当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录。2、中华人民共和国可再生能源法。3、

10、新能源汽车产业发展专项规划纲要。4、与项目有关的国家法律、法规。如环境保护法、消防法、节约能源法等。5、当前企业的基本情况与企业发展的总体规划。6、关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知。7、国家光电源监督检验中心（上海）、国家食品质量监督检验中心（上海）对超级纳米碳纤素电池(检验报告)8、上海市质量监督检测研究所检验报告（编号W040500291，W08144W50057）扫描件；9、信息产业部天津十八所常规试验报告10、北方汽车质量监督检验鉴定试验所十三项指标测试结果报告11、美国、欧洲对CNT纳米碳纤素动力电池专有技术评估报告书价值16.8亿欧元和13.3亿美元12、国家计委、建设部联

11、合制定的建设项目经济评价方法与参数（第二版）；13、中华人民共和国工业建筑设计规范；14、中华人民共和国建筑设计防火规范；（二）可行性研究范围1、根据国家产业政策，分析项目建设的必要性。2、以市场为导向，以产品为龙头，对产品市场需求进行分析预测。3、结合产业发展方向和企业自身情况，研究项目建设方案4、认真贯彻执行环境保护、职业安全和卫生、消防、节约能源和合理利用能源等有关的法律、法规，进行“三同时”可行性研究。5、估算项目投资额、确定资金来源和偿还方式、对本次项目建设的财务活动、经济效益、社会效益进行可行性分析和评价。二、可行性研究的内容概要为加快推进新能源汽车研发和产业化进程，提升汽车产业综

12、合竞争力，实现汽车产业可持续发展，投资方经长期慎重考察，认为纯电动汽车行业是朝阳行业，市场和利润空间都很大，因此拟考虑投产，主要从事电动汽车的研发和生产，动力高能电池、电动机、控制器、电池平衡器、充电器、充电站，电动汽车出租、电动汽车进出口等业务。三、产品方案和生产规模生产方案1、CNT纳米碳纤素材料年产能：3870吨。2、生产3.7V，200AH CNT纳米碳纤素动力高能电池。生产规模年产1800万块。满足 20 万辆纯电动轿车所需。扩产目标：1、生产3.7V，500AH CNT纳米碳纤素动力电池。主要用于电动大巴。2、生产3.7V，1000AH、2000AH、3000AH三种CNT纳米碳纤

13、素动力高能电池。主要用于储能。四、投资总额本项目计划投资总额132亿元，其中固定资产投资72亿元，流动资金投资60亿元。五、建设周期本项目建设期为18个月。工程18个月，计划从2014 年 7 月起至201 5 年 12 月项目竣工、验收、投产，主要内容为20万辆纯电动轿车及电池的生产。六、主要经济指标项目主要经济指标如下：序号项目单位指标1年总产能（纯电动轿车）万辆 20 2投资总额万元 1,320,617 3设备投资万元 400,700 4基建投资万元 280,000 5其他（无形资产、开办费）万元 39,300 6流动资金万元 600,617 7单车成本万元 15 8单车出厂价万元 19

14、 9年产品成本万元 3,000,000 10年销售收入万元 3,800,000 11税收万元 266,765 12人员工资万元 39,377 13其他费用万元 142,364 14利润万元 351,495 项目具有良好的经济效益，项目在财务上是可行的。七、经济及社会效益本产业化项目建成年产20万辆电动轿车规模，项目总投资为132亿元，年产值达到380亿元人民币，利润351,495万元，增值税，城市维护建设税，教育费附加税、所得税266,765万元。具有技术领先，投资回报率高，回收期短，抗风险能力强的优势。项目的建设加快我国能源结构调整，有利于我国环境保护，有利于建设资源节约型、环境友好型社会，

15、有利于经济社会的可持续发展。同时该项目可直接提供了9000多个以上的工作岗位，年工资额39,377万元，对促进地方就业拉动地方经济极为有利。八、技术水平及预期目标项目生产中实行了高一致率、高产出率的工艺技术，关键生产设备全进口，属当前国际先进水平。拟投产动力高能电池的能量密度及寿命等电池核心指标显著高于国内外同类产品。CNT纳米碳纤素电池突破了电动汽车的技术瓶颈，CNT电池的能量密度及寿命等电池核心指标显著高于国内外同类产品，完全满足电动轿车和电动大巴一次充电行驶320-650公里的需要，具有安全性好、重量轻、体积小、比能量高、价格低、材料来源完全自备等优点，以及很强的竞争能力，该技术是中星的

16、自主知识产权，在国际上处于领先地位。采用平板设计无引线方式连接。安装方便，运行安全。九、项目总体评价1、本项目符合当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录。2、通过可行性研究分析，本项目符合国家的产业政策，符合当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术，具有良好的社会效益和经济效益，建设条件基本具备，项目可行。3、本项目技术领先，投资少，投产后即可获利，由各项财务指标可以看出投资回报率高，回收期短。4、本项目是目前世界上最先进的CNT碳纤素纳米电池技术，属于环保类高新技术项目，技术密集型、知识经济型产品，属高附加值、高效益项目，在技术上是成熟的、可靠的、先进的，市场空间巨大，在经济上具有很强的生

17、命力，项目具有完全的可行性。第二章 项目公司概况一、项目公司沿革1988年7月5日注册资本5000万元，成立深圳中星汽车制造公司；1988年7月5日1993年3月成立深圳三星技研公司；1986年12月31日发明中国第一台电动轿车；1990年代表中国出席第十届国际电动汽车大会；1991年12月2日在深圳发明的开座开蓬跑车引起世界轰动；1992年代表中国出席第十一届国际电动车大会；1993年1997年成立深圳中星汽车制造公司；1993年6月5日取得国家级汽车制造权，批量生产电动汽车；1993年10月20日通过中国汽车工业总公司电动汽车技术论证；1994年12月6日收购兼并现代电子公司；1995年9

18、月28日经深圳市政府批准公司牵头组建宝安深圳汽车城；1996年成功生产电动轿车数百辆；1997年12月初步成功确定CNT材料，用于高能电池上；1997年成立美国斯帕克高科技公司，研发CNT电池；1998年9月采用物理法充电，化学法放电，采用纳米CNT材料,研制电池取利重大突破；1999年2月8日奠定CNT 电池化学符号及基础理论，并确定有机电解液用于电池上，进行冷冻固化；2000年4月28日研制成功世界上第一只200AH CNT电池；2002年5月1日研制成功2000AH CNT电池；2005年开始小批量试制生产CNT电池；2006年CNT电池用于电动摩托车；2007年CNT电池用于微型电动汽

19、车；2008年CNT电池用于电动汽车一次充电363公里；2009年和起亚公司合作生产塞拉图电动汽车；一次充电530KM；2010年和江淮汽车成功进行和悦汽车试验；一次充电453KM；2010年开发成功世界第8代电池；2010年参加世界电动车大会，电动汽车被评第1名；2011年参加世界电动车大会，CNT动力电池被评第1明；2012年获北京科博会，中国电动汽车先锋奖；2012年中国电源设计大奖，最佳节能奖。二、项目主要负责人牛锡贤先生毕业于青岛工业大学，中国科学院研究生院研究生，先后担任青岛仪表厂技术厂长，青岛电机厂厂长，84年在深圳市政府工作，88年91年任深圳三星技术研发公司总经理。现在是上海

20、中星电动车科技有限公司、深圳中星汽车制造公司、美国spark公司、青岛CNT电池有限公司总裁。牛锡贤先生多年来获得多项发明及专利，主要有：中国第一台电火花机床发明（1970年）；中国电切割机床发明（1971年）；世界上第一台直线发电机发明（1990年）；固体立体存储器发明；中国第一台电动汽车发明；世界上第一只CNT电池发明；2004年获得中国发明专利(专利号：ZL 02 02110117 5和ZL 022133305)；2004年获得电动车专利(专利号：86108851和86108959)；2006年曾获得美国专利(专利名称：Active carbon-based nanotube batte

21、ry，专利号：US 7, 018, 742 B2)。三、技术团队牛锡贤：电动车专家，主体设计总工程师，中国电动汽车基础理论奠基人。多项专利发明人，对电子技术、汽车、电机、电池具有很深的研究，CNT纳米碳纤素电池发明人。Mark：（美国）美国斯帕科高科技公司股东，毕业于麻雀理工大学博士，主要研究方向纳米材料，高碳材料。邢光宇：spark Hi-tecH (U.S.A)Inc，博士，主要研究方向，隔膜，光能电池，光电技术。刘昌炎：教授，中国科学院，国家级电池专家，科技部电池组组长，现任研究员。电动汽车课题组成员。罗桥年：高组工程师，教授，中国原子弹时钟发明人，主要研究方向：锌空气电池。李振江：博士

22、，研究生导师，主要研究方向，纳米材料，碳化硅材料。陈卫详：博士，主要研究方向纳米材料，超级电容器，电池，气动车。林立鹤：高级工程师，教授，发明家，主要研究方向，高科技电池，气动发动机，电动船，电动汽车。王晓峰：高级工程师，主要研究方向，聚合物电池，工艺，生产，管理，电池结构等。陈崇光：（美）高能物理学家，原子学发明人之一，相对论，聚变原理，主要研究方向，原子高能聚变。高学峰：博士，日本SONY公司留学，电化学专家，主要研究方向，锂电池。吴宇平：博士，西德留学、化学材料专家，主要研究方向，纳米材料、导电材料、电池材料。田长庚：硕士、副教授、电池材料、电解液王 斌：长春汽车设计院副院长，高级工程师

23、、汽车规划总工程师、中星汽车公司副总工程师。主要贡献：设计一汽大众、南汽、济汽、天汽、吉林汽车厂设计师。四、项目的技术基础（一）成果来源及知识产权情况中星CNT纳米碳纤素动力电池是牛锡贤先生经过近30年研究开发成功的大功率、大容量动力电池。中国发明专利(专利号：ZL 02 02110117 5和ZL 022133305)；美国专利(专利名称：Active carbon-based nanotube battery，专利号：US 7, 018, 742 B2)中国电源设计最佳节能奖（二）产品研发及鉴定情况提供的技术资料、上海市产品质量检验所，上海市质量监督检验技术研究所，国家电光源监督检验中心（

24、上海），国家食品质量监督检验中心（上海）对超级纳米碳纤素电池的检验报告（编号W040500291，W08144W50057）。送检样品在-25度到+65度范围内，充放电稳定。（请参考以下检验报告） 完整的技术工艺，超大容量及尖端性能的（CNT.Baffery）储能电池，造就了目前国际领先的高科技产品。CNT纳米碳纤素电池成为纯电动汽车构成的核心部件，其安装使用方便，具有重量轻，体积小，容量大，循环寿命长等特点。（三）关键技术优势目前有报道法国、日本、美国的先进锂离子电池，单体最大容量只有100AH，质量比能量约100wh/kg。中星CNT纳米碳纤素动力电池目前产品有200AH、500AH，质量

25、比能量约237wh/kg。约为锂电池的2倍。中星CNT纳米碳纤素动力电池，体积比功率512Wh/L，从-25+65的环境温度下能正常工作，是目前国际最新技术的电池，在质量比能量、体积比能量和价格方面在同类产品中具有极强的竞争力。中星CNT纳米碳纤素动力电池,填补了世界高能动力电池领域的空白,使我国在电池材料及电池的制备技术上迈出了重要的一步。第三章 项目实施的背景和意义一、市场分析（一）汽车市场形势1、世界市场形势从全球市场来看，目前发达国家汽车工业已进入成熟期，全球汽车年产量约9,000万辆，而需求量只有8,600万辆左右。汽车生产设备利用率平均73%，远低于2000年的80%。全球汽车工业

26、平均年增长速度在3.6%左右。据不完全统计，世界汽车总保有量约11.4亿辆，其中1/4分布在西欧、北美和日本等地区，但这些地区的增长速度已趋缓，汽车市场趋于饱和，如美国人均拥有1辆轿车，其市场空间已经不大。而且市场呈现寡头垄断的特征，汽车产量集中在少数汽车跨国公司手里。行业的盈利水平较低，大多数汽车企业的净利润率不足3%。汽车巨头们通过不断的收购兼并和联合，扩大经营规模以降低成本。据统计，在世界40家大的汽车制造商中，目前只有10家赚钱，世界汽车生产能力过剩30%，约为2,500余万辆。预计在21世纪前20年这种状况还会进一步加剧。发达国家汽车产业向发展中国家转移。根据有关预测，到2015年，

27、全球汽车产量估计约达12,000万辆，而发达国家比例则缩减为52%（1998年发达国家的汽车产量占76%），发展中国家约为48%（2012年发达国家的汽车产量占24%）。就产量而言，发达国家增长只有约1.2倍，发展中国家却增长了4倍。到2012年，在全球汽车销售总量中，美国仍将居首位，其次为中国，第3为日本，第4为俄罗斯，第5位是巴西。面对成品油价格的大幅上涨，全球对石油需求量的日益增加，以及汽车废气对人类生存环境造成的威胁，汽车工业研究、开发和使用新能源的任务已提到紧迫的议事日程上来了。据国外有关机构的预测，国际汽车市场未来将出现以下特点：电动汽车将进入实用阶段。随着低价格、高能量和长寿命新

28、型电池的研究发展，以及人们对环保的强烈呼声，电动汽车将在各大城市逐步成为一种普及型代步工具。英国Mars Engineering公司的前任首席执行官哈洛普博士在对全球26个国家的约440家电动汽车公司进行了全面调查后认为，进入21世纪，电动汽车将可能以20%的速度迅猛发展，预计至2015年产量将达到1500万辆。他认为，人们购买电动车不仅基于空气污染问题，更多的可能是对“新生事物”的好奇和便捷。发展各种类型的城市用客车、短途客车和各种出租轿车等乘用汽车，是电动汽车的主要发展方向。全球每年通过公交系统在固定线路上出动的运输车辆大约为6,500亿次，在这当中，人们最普遍使用的运输工具是公共车辆。预

29、计到2013年，全球出售的公共汽车和长途汽车数量将迅速增加，增长率几乎可达35%。2012年的销售量为33.5万辆，预计今后5年内销售量将达到53万辆。今后5年内，美国将是公共汽车和长途汽车最大市场，紧跟其后的是中国和印度。预计在2013年，美国销售的公共汽车和长途汽车将达到7.12万辆。而中国的销量将从2012年的4.7万辆增加到2016年的7.8万辆。2013年预计印度的销量也将达到4.16万辆。欧洲对电动汽车的发展一直持积极的态度。欧洲各国电动汽车发展并不平衡。法国高居榜首，它的国内电动汽车销售量差不多是其它13个国家销售总和的2倍。从市场来看，法国产电动汽车在欧洲市场所占比例相当高，达

30、到了近40%，几乎处于垄断地位。19931998年，法国电动汽车年销售量平均增长速度达到60%。就生产厂家而言，标致所占市场份额最大，达到了40%；其次是雪铁龙，占到了34%；而雷诺占的份额则仅为16%。就车型而言，标致106型所占比重最高，达到了34%，其下依次是雪铁龙AX型占14%，Saxo型占12%，雷诺Express型占9%。值得注意的是，法国的电动汽车发展现在也仍然还存在许多影响公众接受程度和市场开发的问题，比如相对传统燃油汽车而言，尽管运行成本极低，100公里所费电价几乎只是燃油车的1/8左右，但销售及出租价钱仍然偏高；由于动力电池技术水平的限制，目前绝大部分电动汽车的续驶能力都低

31、于100公里，而这就使得车辆使用范围过于局限；充电系统等维护、服务设施还不普遍，使用户感到有不方便之处等。电动汽车作为无公害的绿色汽车，将成为21世纪的重要运输工具。开发高性能电动汽车已成为当今世界各国科技攻关的重点。同时世界很多国家政府也对发展电动汽车大力支持。2003年9月，美国加州空气资源委员会决定，继续执行2000年通过的规定，到2006年，汽车制造商投放加州市场的零排放车辆必须占当年新车销售的10%，即大约2.9万辆电动汽车投放市场，以后每年增加至少4万辆。执行加州的这个硬性规定还有许多困难，其包括目前电动汽车造价很高、消费需求不足、电池技术不过关等，以及加州的充电设备严重缺乏等。2

32、、国内市场形势我国1994年以前汽车工业快速增长，1994年1998年，处于低速发展阶段，年均产量增长率只有4.68%，落后于同期我国GDP的增长速度。1999年开始出现快速增长，当年增长12.39%，2000年增长13.03%。从近10年我国汽车工业的发展情况看，波动幅度较大，如果与同期我国GDP增长速度相比较，很难得出汽车工业处于成长期的结论。但从人均汽车拥有量看，不仅无法与发达国家相比，即使与巴西等发展中国家相比，也存在较大的差距（巴西每百人汽车保有量为4.2辆）。依照国际惯例，当一国年人均GDP水平达到100010000美元时，被认为是轿车工业高速发展的黄金时期。1999年我国的年人均

33、GDP水平6534元人民币，已经接近1000美元的界限，经济发达地区已经远超过此界限。因此从购买力水平的角度分析，未来几年将是我国汽车需求增长较快的时期。汽车，发展到今天一百一十多年时间，全世界的汽车保有量已经达到11.4亿辆，一年要喝掉280亿桶石油，占世界石油消耗的75%，计32,750亿美元。2008年10月纽约股市及原油期货价格均出现暴涨，纽约商交所五月交货的轻质原油期货价格也创下147.9美元的历史新高。美国，被称为轮子上的国家，平均每百人拥有汽车78辆。汽车在中国的普及率从2000年的每百人1.3辆，迅猛增长到2012年的每百人7.4辆。到2012年6月，全国机动车保有量为2.33

34、亿辆。全世界的汽车保有量以每年8,600万辆的速度增长，2012年，我国汽车产销量将突破1800万辆。中国石油消耗的65%用于汽车消费。全国的低谷电至少是装机容量的2/5，而现在全国装机容量是11.4亿千瓦。如果用这些低谷电为电动车充电，那么每年可供6,800万辆车各行驶2万公里。2016年底使用全国装机容量2/5的低谷电为电动车充电，那么每年可供1.3亿辆车各行驶2万公里。理论上, 全国每年可减少二氧化碳排放5亿吨。全球人均排放水平为3.85吨，每个美国人每年排放二氧化碳不少于9吨, 中国的人均二氧化碳排放为2.5吨。减少二氧化碳排放5亿吨相当于2亿人实现零排放。我国汽车工业发展保持着较快的

35、势头的同时由于技术水平低，管理不善，汽车尾气排放废气过多，已对环境造成了极严重的污染。据专家估计，近40年来，我国每年自然环境造成的灾害，直接经济损失占当年GDP的3%5%。中国环境与发展国际合作委员会透露，1998年我国控制环境污染的投入为1,300亿元。汽车尾气超量排放所导致的环境污染是破坏生态平衡的主要元凶之一。研发代用燃料是关系到我国以及全人类生存发展的重大课题。目前世界汽车工业研究开发的主要替代能源形式有天然气、电力推动、液氢燃烧和燃料电池。这些替代能源方式都是当前电动汽车的研究方向。如果我国不大量应用电动汽车，相信不远的将来在资源和环境方面会给我国造成非常严重的后果。我国在“十一五

36、”、“十二五”期间，建立了“国家重大科技产业工程项目电动车实施方案”。计划在2010年前后研制出三种具有中国特色，达到国际水平的先进的纯电动汽车，并为实施产业化工作做好准备，计划建立年产5080万辆经济实用型电动车生产基地，相应建立57个电动汽车运行示范区，从产品开发、生产销售、市场培育服务提供示范经验，并相应制订市场试运行的管理规定和优惠政策及产品技术标准。目前，各项工作都在积极开展中。综合以上分析可以看出，电动汽车用动力电池在未来有很大的市场潜力，中星集团只要及时实现产业化，应该能够迅速占领市场。需要注意的一个问题是，目前电动车尚处于初级生产阶段，因此，建议中星公司在产品市场开拓中能够与汽

37、车整车生产厂家结成战略合作关系，以解决产品市场去向问题。二、项目实施的必要性（一）可持续发展（能源消耗）的需要能源与人类社会的生存和发展密切相关。可持续发展是全人类的共同愿望与奋斗目标。为了实现持续发展，必须保护人类赖以生存的自然环境和充分有效地利用自然资源，这是21世纪迫切需要解决的重大课题。根据日本中央电能研究所提出的报告认为，目前世界能量需求42%来自石油，21%来自煤，15%来自天然气，以及22%来自核能、风能、太阳能和水电等。氢能和更新的能源是人类正在寻求并要加快实施的。2012年世界人口已达65亿，过去几年中每年增加约1亿，预计到本世纪中期将增加到100亿，能源消费将增加50%10

38、0%。矿物能源会很快枯竭，这是大家的基本共识，但对枯竭的快慢，有不同的估计，多数人认为21世纪中后期将无油可用，石油的形势是很严峻的。如何有效地利用矿物能源，以减缓能源的消耗速度；如何开发新能源，从根本上解决能源问题，都是十分紧迫的任务。目前，一次电池产能只能是制造消耗能量的1/5，二次电池则可达到90%。所以，二次电池的使用和回收将是人类的首要问题，现阶段几乎所有的能源电池都不能回收，并形成严重的环境污染！中星公司CNT纳米碳纤素电池可以完全回收而没有污染且在使用过程中完全没有辐射。（二）环境的需要矿物燃料燃烧时，要释放出SO2、CO、CO2、NOx等有害物质，对人类（畜）、大自然、农作物和

39、环境都有高度危害。汽车是污染物总量的主要“贡献者”，其排放的氮氧化物（NOx）和PM超过90%，碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）超过70%。大气中50%的温室气体来自能耗，随着能源消耗量的增长，CO2释放量在快速增加，1990年为59亿吨，2000年已达84亿吨，2012年已达到123亿吨。这种排放已使自然界CO2循环的平衡被打破，多数专家认为，CO2浓度的增加是地球气候变暖的重要原因，而气候变暖对生态环境造成严重的破坏，已危及人类赖以生存的环境。联合国规定，20082012年要将温室气体排放量降到比1990年的水平还低5%的程度，是十分艰巨的任务。近年来，由于汽车尾气排放对城市造成的严重

40、空气污染，已成为城市的主要污染源并受到各国政府的高度重视。纯电动车辆的使用被认为是最终解决这一问题的最佳途径。除此之外，电动车还具有能源利用率高、CNT纳米碳纤素动力电池可以替代各种不同的能源的特点，对于全球性节能和能源形式的更新换代有着十分重要的意义。（三）构筑新的经济增长点的需要纵观世界发达国家的经济构成，汽车工业无不占有重要的地位。所涉及的领域十分广泛丰富，包括机械、电子、新材料、加工、能源等各个方面。作为工业文明的象征，许多国家正是通过汽车工业的发展来带动其他产业的发展，从而完成工业化进程的。今天，多数发达国家仍将汽车工业作为支柱产业加以发展。中国是发展中国家，今后若干年汽车工业将是中

41、国经济的支柱产业之一。发展电动车产业可以在改善生态环境、节约能源的同时成为我国国民经济新的增长点。日本、美国、法国、德国等发达国家汽车工业的发展历史，如果以发动机的特征来区分，到目前为止，家用轿车大致经历了小功率型发动机车型和大功率型发动机车型两大阶段。现在开始进入以小功率发动机为主的混合电动车和其他电池组成电动车阶段，近几年世界各国加快了以高性能动力电池为主的纯电动车研究与开发。中星公司研发的CNT纳米碳纤素电池将会带来纯电动车及相关产业的一场革命。中国的汽车工业起步很晚，目前仍处于以小型发动机为其技术特征的生产阶段。中国的汽车工业要赶上世界先进水平，如果仍按国外的发展模式按部就班，将很难达

42、到目的。电动车的研究开发显然为中国汽车工业的快速发展提供了一个十分难得的机会，即跳过大功率发动机阶段，直接由小功率发动机阶段跃进到电动车阶段。中星公司在高能动力电池、纯电动汽车和电动汽车总集成方面拥有多项自主的知识产权，这对我国的汽车工业而言，其意义是十分深远的。从电动车研究开发的技术条件而言，需开发的相关技术包括电子控制技术和高性能的超大功率CNT纳米碳纤素动力电池技术等，而中星公司这方面的技术已经相当完善。正如下面章节技术分析中所述，在众多的动力电池体系中，最有发展前景的还是CNT纳米碳纤素动力电池。作为该电池的主要原材料之一的纳米碳纤素，其原材料在中国有着丰富的贮藏量，CNT纳米碳纤素动

43、力电池通过国家863高科技项目的重点攻关项目验收，有关的电池原材料也都得到大力发展，并形成了一定的体系。在此基础之上开发更高层面的CNT纳米碳纤素动力电池是完全可以实现的。正在起草的国家新能源发展纲要已把CNT纳米碳纤素动力电池作为重点推广项目之一，国家能源部、科技部也已把电动汽车的开发作为今后中国汽车产业的新发展方向，这些都无疑是符合中国国情的，因而是非常正确的和非常及时的。虽然中国的汽车工业起步晚，但汽车尾气对我国城市空气的污染却已到了非下大力气治理不可的程度。另一方面，能源紧张，中国的石油工业多次出现了供不应求的局面。现在解决环保和节能的问题，对整个国民经济将有不可估量的推动作用。（四）

44、参与国际电动车行业竞争的需要自90年代初美国加利福尼亚洲立法强制推行零废气排放汽车政策以来，世界上很快兴起一场电动车的研究开发热潮。为促进与电动车相关的动力电池的发展，美国的三大汽车公司，通用、福特和克莱斯勒为此专门成立了一个美国先进电池联合会（USABC），提供巨资着重开发与电动车配套的电池，并制定了近期、中期、长期电池技术发展规划和技术要求。欧洲主要发达国家及日本也都有相应的机构协调车辆及电池的发展。十年过去了，电动车及其关键部件电池技术都有了极大的发展，部分成果已转化为产品推向市场。电动车的研究开发已有上百年历史。自电池的发明成功开始，人们就在设想用电池作车辆的蓄能源。但只是到了近十年间

45、这场波及全球范围的电动车热，电动车的发展才以一种新的姿态、新的概念展开。参与汽车工业这一轮新的竞争主要是实力较强的一些大汽车公司，如日本的Toyota、Honda、Nissan，General Motor、 Ford和Chrysler以及欧洲的一些汽车公司。在纯电动车的开发过程中，除了整车性能的优化设计、新型材料的开发使用、高效电机的开发以及控制技术外，很关键的一个工作则是动力电池的配套发展。几乎所有这些公司都经历了不同电池体系的综合评价、选择最佳电池体系、实用性能评价等过程。部分纯电动车品种除电池外的其他相关技术均已接近市场边缘。中星公司，是专门从事环保新能源以及电动汽车研究的高科技企业，经

46、过多年研究，成功开发出一种大功率、大容量CNT纳米碳纤素动力电池，目前已具备了产业化的基础条件。三、项目竞争分析（一）目前影响电动汽车发展的一些因素目前，从发达国家和我国台湾地区发展电动车所遇到问题来看，瓶颈主要在于：1、充电不方便目前，普及化的充电设施尚未建立起来，电动汽车在正常行驶过程中的能量补充还比较困难。2、续航力的不足蓄电量小，充电后续驶里程短。目前电动轿车一次充电后行驶的最长距离为150km左右。3、充电时间过长充电时间长，一般充电时间需36h，使用极为不便。4、车身过重单位装备质量的电荷量太小，使电动车自身装备质量大。从而影响加速性能和最大车速的提高，无法与燃油汽车相抗衡。5、使

47、用寿命短目前已投入使用的电动车用动力电池与燃油汽车的内燃机相比寿命太短。6、售后服务维修体系不健全电动汽车的发展是必要的。但是，由于目前电池的局限性，影响了电动汽车的推广应用工作。电动汽车应用推广的关键是后的续航量程和行驶速度及使用寿命，也就是说电动汽车能否风行于市场的基础是其动力电池的技术性能及可靠程度。中星电动汽车具有的优势：1、续航能力强中星CNT纳米碳纤维素电池，如200AH，3.7V，质量比能量237Wh/kg，每片3.1kg，电动轿车80片电池组，一次充电后行驶500公里以上。3、充电时间短中星CNT纳米碳纤维素电池使用的纳米碳纤维素增大极板表面积后，采用物理充电法，减少了电化学电

48、池的反应时间，电荷直接快速聚集到极板表面，因而大大提高了充电速度，使充电时间减少到3小时，最短仅为30分钟。4、车身重量符合汽车设计采用导电性很强的超轻材料，其重量轻，如200AH，3.7V，3.1kg*80片=248kg比一些厂商电池组400kg设置900kg的电池比较，有极大的优势，大大提高了加速性能和最大车速。5、使用寿命长纳米碳纤素动力电池寿命长，最高使用可达10年以上。因此，中星电动汽车的推广使用完全可以有效克服发展电动汽车的瓶颈问题。 （二）其它影响竞争的因素CNT纳米碳纤素动力电池在市场推广中还可能遇到来自以下方面的竞争或障碍：1、混合动力汽车及其它替代能源汽车在传统燃油汽车的问

49、题日益突显，同时纯电动汽车尚未能批量推广的情况下，人们考虑使用混合动力汽车方案。2、传统燃油汽车的节能和环保改造在能源短缺和环保呼声日盛的今天，各大制造厂商努力提高经济性、降低油耗，大量减少汽车污染，如用三元催化转换器对尾气进行处理。3、一些传统燃油汽车生产厂商持有异议推动电动汽车的广泛使用涉及到汽车制造商和销售商的利益，他们对电动汽车的市场销售持不同意见，认为目前电动汽车造价很高、消费需求不足、电池技术不过关、充电设备严重缺乏等问题的存在，致使电动汽车的推广不具有现实性。（三）项目竞争优势1、竞争技术优势之一：环保优势从2006年7月1日起，对有害环境的重金属元素或物质，欧盟规定了含量的比例

50、，凡超过规定比例的各种电池一律亮起红灯，不再允许进入欧洲市场。这实际上对我国70%以上的电池生产企业关闭了进入欧洲的大门。据报道，为降低废旧电池带来的资源浪费和环境污染，国家正考虑对电池征收消费税。而纳米碳纤素电池其极板的材料为纳米碳，其对环境污染趋向于零。2、竞争技术优势之二：电池容量优势目前电动汽车之所以无法市场化的关键因素是缺乏性价比适中的大容量电池。铅酸电池份量太重，且污染严重；锂离子电池太贵；氢燃料电池，目前中国研发水平其电池容量行驶里程均在150公里左右。而纳米碳纤素电池采用2000平米2800平米/g的微孔纳米材料，增大了表面积比，使电池的容量为一般电池的710倍。这就为生产微型

51、化大容量IP电池，以及大容量、高功率的动力电池提供了可能。装配有大容量、高功率纳米碳纤素电池的电动轿车的最大行驶里程已经达到了约500公里以上。3竞争技术优势之三：性能优势产品性能是决定市场占有率的关键因素之一。本节所述的性能优势包括：寿命、瞬间放电电流、充电时间以及电池重量。以占据电动车市场统治地位的铅酸电池为例：（A）其保修期仅为半年，一般810个月就得更换电池。导致其寿命较短的根本原因在于电池的衰减率过高，其年衰减率高达40%。也就是说，一辆正常行驶里程为50公里的电动车，在810个月后，其行驶里程仅为30公里略强，已经难以满足正常使用的需要了。（B）在爬坡或过桥时，需要使用者蹬踏助力。

52、究其因，瞬间放电电流太小，一旦行驶阻力增大，其输出电流就难以满足正常行驶的需要。（C）充电时间长。其充电时间长达812小时。（D）份量重。其重量高达1216公斤。而同样作为电动车动力的纳米碳纤素动力电池，（A）其衰减率不足百分之一，因而寿命最高可达10年以上（B）采用导电性很强的超轻材料，其重量仅为3公斤；（C）增大极板表面积后，采用物理充电法，减少了电化学电池的反应时间，电荷直接快速聚集到极板表面，因而大大提高了充电速度，使充电时间减少到3小时，最短仅为30分钟；（D）采用无极引出线技术，再加纳米碳纤素的内阻很低，因而其瞬间输出电流高达10 C。4竞争技术优势之四：性价比优势以纳米碳纤素制成

53、的手表电池，一次可使用10年，成本比传统电池低1/2。纳米碳纤素手机电池寿命高达6年，重量比锂电池轻2倍，成本仅为锂电池的1/2。轿车用纳米碳纤素电池组，其重量仅186公斤，是铅酸电池的1/10，锂电池的1/2，价格仅为锂电池的2/3。轿车每行驶1公里所需的电费仅为8分钱。纳米碳纤素电池与锂电池相比，由于成本仅为其1/2，因而在价格上占据明显的优势；与目前尚在广泛使用的铅酸电池相比，其价格约为其35倍，但寿命是铅酸电池的310倍，两者相抵，在价格上仍占有一定的优势。第四章 CNT纳米碳纤素动力电池主要技术特点能量密度达237WH/Kg,是锂电池的两倍，成本只有锂电池的1/2；功率能量1000W

54、/Kg；电池具有电容及电池两种特性，电容在8-10000法拉，电池容量从150mAh-2000Ah；电池寿命循环充电次数大于2000次（同类产品一般1000次，寿命7-8年），里程大于35万公里（同类产品一般10万公里，相当一部分车的寿命里程在20万公里内）。一次充电可达500公里续驶里程（电池200公斤，蓄电50KWH）综上所述，本项目电池技术及性能具有推动电动汽车早日实现产业化的意义，能够满足电动汽车产业的迫切需求，顺应汽车行业的主要发展潮流，因此，本项目的建设是必要的。一、技术、工艺与设备方案1、技术方案技术来源本项目产品核心技术来源于公司本身。CNT电池关键技术内容：分离/富集技术，解

55、决极片全线的一致性注液误差1%CNT材料的直径在1020nm之间，最大长度300400nmCNT材料装配前的切断、高温处理技术性能：成品率达到93%以上采用CE的能量，比能量提高到237wh/kg。负极材料完全采用CNT材料（744 mAh/g），粒子比一般微米级石墨材料小103量级,表面比是锂离子电池的70倍。大大增加了蓄电容量，加速离子移动速度，降低了内阻。单节电池装有电池平衡器和数字显示电路，实时调整单节电池工作情况，优化电池组的整体性能。采用有机电解液，环保无污染。采用阻燃冷胶技术，铝塑壳结构，既可解决散热，又可降低内压。超长使用寿命。电池可循环充电2000次以上，相当于行驶35万公里

56、的里程。生产工艺为提高产成品的一致性，本项目工艺原则是将复杂工艺简单化。2、设备方案为保证动力电池的一致性，首先是保证原材料的质量和一致性。因此，本项目拟采用高端自动化生产线来实现一致性，遵循关键设备进口，其他设备国内配套的建设原则。 二、主要原辅材料供应1、原辅材料本项目材料构成主要有CNT材料、正负极材料、隔膜、电解液及电动机、控制器、充电器、电池平衡器、充电站。其中，隔膜、电解液成本各占电池总成本的40%，CNT材料占总成本10%，其他占总成本10%。膈膜、电解液性能的优劣直接关系到电池放电容量、循环寿命和安全性，目前动力电池行业这两项原材料全部依靠进口。CNT材料全部自制。CNT材料是

57、一个广义的概念，即碳纳米族群，其中高端产品是碳纳米管（CNT，carbon nano tube），目前工业化生产技术主要掌握在日本及德国厂家手中。高纯度及单壁碳纳米管具有较高的实际应用价值，因此国际市场90高纯度的碳纳米管价格高达10002000美元克，一般纯度的碳纳米管价格在60美元/克，纯度稍低的多壁碳纳米管产品价格只有10美元/克。CNT材料的技术关键点是保证产品一致性，即分离/富集技术（完美分离不同等级的CNT材料），而非制备，因用物理方法制备比较简单。目前行业成熟技术的成品率是70%。本项目的CNT材料只是这一广义概念中的一种，在本项目中除特殊说明CNT专指纳米碳纤素，而非碳纳米管。

58、2、原材料供应环境本项目自产CNT材料的直径在1020nm之间，最大长度300400nm，属高端材料。以电池93%的制成率及年产1800万只电池，每只电池需200g此计算，本项目每年共需3870吨CNT材料。以投资方提供的材料看，可自产的CNT材料在直径（1020nm）上甚至优于世界大厂生产的高端碳纳米管（4090nm）。全球产能看，2006年全球年产能在271吨，由于碳纳米管的产能扩充十分艰难，因此2006年的全球产能对目前有一定的参考价值。本项目年需（自产）3870吨碳纤素材料，远大于全球碳米管的总产能且这种材料在直径上明显优于碳纳米管，如果实际量产确实如此，则这种材料的经济价值难以估量。

59、4、电解液供应环境地壳中锂元素的比例约为0.0065%，其丰富度在各种元素中居第27位。海水中锂的总储量达2600亿t，但浓度太小，提炼困难。目前世界上只有少数国家拥有可经济开发利用的锂资源。若锂电池大规模商业化应用，则资源紧缺的瓶颈将突现。三、历代电池技术参数比较电池名称比能量（wh/kg）价格($/kwh)充放电次数备注铅酸电池（第一代）20-30160200-300污染镍铬电池（第二代）50300-430500严重污染镍氢电池（第三代）50-80500500绿色电池无污染锌/铝空气电池（第四代）150-300190不能充电一次性电池锂离子电池（第五代）110-140600500绿色电池C

60、NT电池（第八代）2373902800绿色电池无污染CNT电池针对以上电池的特点，保留了上述各类电池的优点，克服了存在的问题，是电池界最新一代的绿色环保产品，数第七代电池。有以下创新点：极板采用纳米碳纤素材料制成。微孔表面积比大，约2000m2/g，重量比能量大于200wh/kg，是锂电池的二倍，功率比560-1000w/kg，无引线方式连接，平板引线设计，可快速充电，可快速放电，具有电池和超级电容的特性。内阻低只有2m，充电时间1530分钟。可广泛用于动力电池，电力电池、通讯电池。四、CNT电池与Li-iON电池比较锂离子电池已问世十年之久，通过长期应用，完全不能满足动力电池及工业电池上的需

61、要，主要问题是：安全性能差，易发生火灾，多次出现爆炸事故，且比能量低，经多次充电后，容量严重下降，最少寿命只有三十次，内阻太大（10-110-6S.CM-1）无法批量应用于电动汽车上。并且需要加平衡器，但平衡器的成本过高，很难在出现事故前切断电源，一致性大于15%，正极板扩散脱离子时间太长，正极板电阻大于500/mm。加CTP元件后大电流放电，不能过载，否则会完全失效。正极材料表面积比只有2-3m2/g,容量：容量140mAh/g，负极材料370mAh/g，锂电池已走到尽头。针对上述问题我公司多年开发研究，开发完成了独立的知识产权，专利号ZL 02 2 13330.5，ZL02110117.5采用CE的能量，使比能量提高到237 wh/kg，负极材料完全采用CNT材料744 mAh/g，采用的有机电解液，环保无污染，安全性好，采用阻燃冷胶技术，铝塑壳结构，散热性好，安装方便。五、极板结构由于锂离子电池正极材料化学扩散系数为510-9cm/s,扩散速度很慢,严重阻碍离子的扩散,厚0.1 cm正极板要几天，厚度在60100 um之间约几十秒。为增加扩散晶格，正极钳CNT材料直接形成60度扩散，形成六面体，加速离子移动速度，降低了内阻。负极材料全部采用CN