带状泡沫镍项目生产原稿
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带状泡沫镍项目生产可行性报告
集团有限公司
二零零六年四月
第一章产业化基础及分析
第一节概论
一、项目提出的背景和必要性
连续化带状泡镍是一种具有高孔隙率三维网状结构的用于高能充电电池正负极骨架的新型储能材料,用它作为镍一镉、镍一
氢化物高能充电电池的基板,载人活物质后组成泡沫镍电极,能
分别将电池容量在传统蓄电池的基础上提高50-80%,广泛适用于
便携式移动通信、个人电脑、文字处理机、电动车辆等行业,特
别是电动助力车和电动汽车产业的兴起,对它的需求将越来越大。
目前,国内尚无一个厂家规模化生产连续化带状泡镍,该产品的国内需求全部依赖进口。
为提高我国镍一镉、镍一氢电池的整体水平,带状泡镍产业化开发列入国家科技攻关计划(编号97-D101)“重中之重”。
该产
品的产业化规模化生产将极大地提高我国高能充电电池水平,并
将有力地促进其相关产业的发展。
二、国内外技术发展现状和趋势
目前,满足国内高能充电电池生产所需的泡沫镍,主要是间隙式生产的块状泡沫镍。
其主要的缺点是均一性差(单片内的不同部位及单片之间的厚度和重量差别大),不能连续涂板挂桨,废品率高,劳动强度大,生产效率低,极板增重均一性差,以此作基板的电极性能不一致,造成了电池的品质整体下降,能量密度小,性能不均匀。
而现
代电池业的发展恰恰需要有高的能量密度,严格的性能均一性,特别是组合电池和电池对其性能均匀性的要求更高。
如6只单个电池串联而成的手提电话电池,只要1只性能较差,将大幅度降低其整体寿命,甚至会很被破坏。
连续化带状泡镍从根本上解决了上述问题,由于生产的效率高、节约材料,可变成本下降。
由于电池发展对其连续化带状泡镍从根本上解决上述问题,由于生产的连续性,并具有如下优势:
A、产品均一性好,品质提高;
B、自动化水平高、效率高、节约材料、
可变成本下降。
由于电池发展对其连续化带状泡镍需求的必然趋势,加上国家产业化政策的导向,目前国内对其研究开发的单位达十多家,其中部分已完成了中试阶段,进入了产业研究开发阶段。
目前国际市场上主要由美国Retec公司和日本住友、片山等少数几家公司占领,由于其开发费用高,产品生产难度大,具有一定垄断地位,其产品的销售利润高达40%以上,也正是因为象日本、美国等电池生产大国在带状泡镍等关键材料上开发早、起点高、技术已基本成熟,所生产的电池品质高,使得他们占领了世界绝大多数电池市场,并大大提高了其相关产业的发展。
第二节产业化基础
一、技术来源、技术先进性及成熟性
1、技术来源:“集团有限公司”是香港一家专业投资高新产业技术以
及专利的公司。
带状泡镍项目已被该公司完全掌握,并且有相关
的投资活动。
经过多年的努力,该公司牵头组织此项目的评测,
通过国家多项的技术鉴定。
对该项目进行了产业化开发的完善和
总结工作。
2、技术先进性及成熟性:由于在整个开发过程中借鉴了国外成熟技
术,并利用国内最新的传感控制技术,创新性的不断滚动、连续
挤压装置技术,使得整个技术开发中的硬件部分具有国内领先水
平,整个装备的稳定性、可靠性完全满足了产品产业规模生产的
要求,在软件的研究开发上均采用了国内最新应用成果。
由此生
产的产品经检测,主要性能达到了国际同类产品先进水平,经多
家应用厂家试用,完全满足其要求并完全可以取代进口。
二、产业化前期工作和条件
1、该项目作业国家科技攻关计划中首批完成的部分,已列入国家重
大科技成果推广计划,享有国家对高新技术和产业倾斜政策上的
支持。
2、作为整项技术的主体全套设备的优化设计已完成,并经各专业制
造厂家论证,全套设备均能国产化制造,保证满足使用要求。
3、整项个技术软件部分经反复实施论证,其技术水平已达到国外同
类技术的先进水平,按此生产出产品满足使用要求,达到国际先
进水平。
4、通过对该项目系统设计,一条生产线总的固定资产投入仅400万
元左右,比其有同样效率的进口生产线低10倍,降低了投资者的
风险,投资效率大大提高。
5、所需原辅料90%可在国内采购,10%左右的国外进口部分也属常
规材料,对该项目的动作也提供了极大的方便。
6、该项目的动作由原项目开发的所有主要研制开发人员提供技术上
的保证,并可对其进行不断的完善,力求以最小投入获取最大利
益。
第三节产业化带动性分析
一、该产品的优势
目前国际上二次充电电池的市场,仍是以镍一镉、镍一氢化合物电池占主导地位,作为其关键材料的泡沫镍,将是必不可少的。
如国内2001年度连续化带状泡沫镍用量近1200万/㎡,全部依赖进口,块状泡沫镍用量近1200万/㎡,由国内多个厂家提供,由此可分析出产业化生产该产品的优势。
1、利用自有技术规模化生产的带状泡沫镍,在品质上与进口的相同,
而价格低于进口的40%左右,在国内市场上毫无疑问具有巨大的
价格优势。
2、带状泡沫镍不可替代的优点必将取代块状泡沫镍,规模生产出带
状泡沫镍,取代块状泡沫镍,也必将加速其市场的迅速扩大。
3、随着带状泡沫镍的广泛应用,作为电池生产大国的我国电池品质
也将提高一个层次,更有利于参与国际市场的竞争,相对应带状
泡沫镍的市场也将不断扩大。
4、随着高品质低成本带状泡沫镍材料的规模化生产,参与庞大的国
际市场的竞争也是其必然趋势。
二、带动的相关技术和环保产品
目前,我国年产自行车24000万辆,年产摩托车1800万辆,而介于自行车和摩托车之间的电动车不足12万辆,阻碍摩托车市场发展的主要原因是因为汽油燃烧后排放后的废气,严重污染环境,解决它的唯一途径是发展电动助力车。
电动助力车是介于自行车与摩托车之间的无污染、适用于工薪阶层和中老年人上下班和旅游等的环保便宜交通工具。
目前,阻碍电动助力车发展的主要因素是电源,特别是绿色电源——镍氢电池,而阻碍镍氢电池产业化发展进程的关键材料之一就是正负极骨架材料——连续化带状泡沫镍。
据有关资料显示,发达国家电动助力车已发展到:整车增重小于5kg,一次充电不超过1小时(使用与充电一体化的便携式电池),可行驶50km,反复充电次数大于500次。
据专家预测,我国5-10年之内将形成2000万辆/年的市场,并逐步取代自行车,为此上海市专门成立了电动车产业化开发中心。
制约镍氢电池产业化关键材料之一的连续化带状泡沫镍,其规模化开发生产,将大大缩短电动助力车的发展进程,如国际上正处于研制热潮的电动汽车达到实用化,带状泡沫镍自身的发展及对相关产业群的贡献将是无可限量。
第二章市场预测分析
第一节需求预测
一、目前国内市场概况
据调查统计,2000年我国镍——镉电池年产量约7亿支,镍氢电池年产量约7。
5亿支,其中采用泡沫镍作极板材料的约占60%(不包括国外在中国建厂企业),按每颗AA电池需泡沫镍0。
007平方米,故理论计算01年度期国内企业用泡沫镍量为8。
5亿支×60%×0。
007㎡=298㎡。
实际调查统计证明,01年度国内企业利用块状泡沫镍约1200万㎡,连续化带状泡沫镍约1100万㎡,总成交量约为12亿元人民币,连续化带状泡沫镍主要由美国Rdtec,日本住友、片山等几家供应,其平均单价为19美元/㎡,总成交量为21710万美元。
二、国内市场预测
据国家的有关规划和市场资料显示,我国二次电池以每年10%速度递增,其增长期至少应有5年,到其高峰期2003年我国镍——镉、镍——氢化合物电池已达到14亿支左右,其泡沫镍的需求量应达到1500万㎡/年,届时,随着电池市场的规范化及电池高品质的需求,泡沫镍市场中绝大多数为带状泡沫镍占有,所估算其带状泡沫镍在5-10年,维持在1400-1450万㎡(尚不包括动力电源发展起来所增长部分的市场需求)。
01年度国内已运行的需使用带状泡沫镍的十条自动电池生产线,也由于需进口原材料的阻力,在计划中虽未按满负荷安排计划,但总
计划约需用1120万㎡左右,惠州超霸工厂则进一步扩大了规模,全年计划用量安排在720万㎡左右,到06年度国内将有1240万㎡左右的带状泡沫镍市场,54000多万美元的交易总额,然而这一市场将全部由国外厂家占领。
三、国际市场状态
国外发达国家的二次高能电池,无论从规模还是从品质上都远远高于我国,特别是日本,其镍——氢电池的产量仅三洋公司一家的月产量就高于我国全年的产量,其中最主要的原因就是他们采用大规模的自动化生产,在原材料上采用了适应于连续化生产的带状泡沫镍,也正因为采用带状泡沫镍作为原材料,使其电池品质较高,市场份额占有自然效大。
据资料介绍,05年度国内镍氢电池总产量达125亿支,所耗带状泡沫镍高达11700万㎡,全球五家生产泡沫镍的工厂基本上都满负荷在运转。
一般发达国家的电池生产企业都选择在较落后地区建立生产厂,如日本的企业大部分在东南亚地区建立电池生产厂,帮在东南亚一带形成了年吞吐带状泡沫镍达11300万㎡的市场。
我国的台湾地区用量也达850万㎡。
另外,国际上在用镍——氢化合物电池作为动力电源的研究一方面,也取得了较大的进展,据最新资料介绍,一组汽车用动力电源已达到充一次电可行驶450km,反复充电次数达800次,充电时间缩短为1小时,这样,离实际应用阶段已经很近了,如一旦该项科技成果进入实际应用阶段,将是汽车行业产业化的革命,那么,作为动力电源,其主要原材料的带状泡沫镍的市场将极为广阔。
第二节产品市场占有率分析
一、市场产品使用现状
目前,国内市场状况表明,由于进口带状泡沫镍的成本较高及进口手续麻烦,其带状泡沫镍仅占泡沫镍用量的1/3,其中2/3尚被国产的低成本、低品质的块状泡沫镍占领,因而国内企业已拥有的十条使用带状泡沫镍的电池生产线。
(全年需使用1200万㎡),还不能保证满负荷生产,这大大降低了其生产能力和使用效益,致使这些企业都只有在需要生产品质较高电池时才使用带状泡沫镍,而且绝大多数使用块状泡沫镍的厂家,也因为其带状泡沫镍货源,不能保证及成本太高,无法进行技术改造,以提高其产品产量及质量。
另一方面国外供货厂家由于自身生产成本及追求一定利润的原因又不能针对中国市场的需求状况供应。
国内这种市场状况呼唤,带状泡沫镍产品的国产化。
二、国内市场产品占有率分析
终上所述,国内带状泡沫镍市场尚处于一个起步阶段,而促使其市场尽快成熟的先决条件就是该产品国产化。
对此,我们按几个阶段驿该产品规模化生产后的国内市场占有率进行分析:
第一阶段,产品开发投入期:应在一年内形成年产120万㎡左右的生产能力,此时的产品投入市场应是给国内用户的一个试用阶段,目标是达到国内主要用户(包括惠州超霸公司)从生产能力和质量上得到认可,由于这是国内首批产品投入,各用户将会以积极的态度予以配合。
第二阶段,产品规模生产开发期:两年之内形成年产420万㎡的生产能力,此时国内各主要用户均已采用该产品,其市场占有率在40-50%左右,
其余市场为国外产品和部分该产品开发单位占有。
第三阶段,产品稳定生产期:在十年之内该产品的生产规模保持在760万㎡左右,此段时间国内市场已成熟,总需求量也稳定在800㎡以上,我们的市场占有率维护在20%,其主要竞争对手仍为国外企业和部分已开发成功的国内企业,当然我们此时应具有的优势为:稳定质量、低廉的价格和优质的服务。
三、可持续的产品市场占有率分析
利用国内首批开发该产品打入市场的优势,应维持产品的国内市场占有率在20%,要达到这个目标:1。
利用规模生产效应;2。
不断更新技术;3。
最廉价的生产成本;4。
高效的市场开拓和保持能力。
要保持产品在市场中的生存能力持续长久,我们在国内市场争得一席之地时,应根据产品的发展趋势,力争在国际上抢占一定的市场,实际上,由于我们生产该产品持有的优势,既生产成本低于美国和日本,东南亚地区的市场对我们是有利的,只要我们有了一定的生产规模,占领该地区200万㎡左右的市场应不成问题,这样我们保持2/3的产品供应国内,1/3的产品供应国外,其产品的生存能力将大大提高。
第三章工艺技术设备及实施计划
第一节工艺技术
一、工艺技术方案
1、选用进口聚氨脂泡棉(规格为200m长×1m宽,已除膜处理);
2、将整条生产线分成四个部分:导电化处理生产线;连续电沉积生产线;
烧结还原生产线;纵切包装生产线。
3、导电化处理部分:(A):粗化液选用酸性铬粗化液;(B):敏化、活
化采用胶体钯混合液体系;(C):化学沉积选用碱性低温和酸性复合镀
液。
设备采用PVC或PP料制作,输送全部采用主传动方式。
4、连续电沉积部分:镀液采用瓦特液加入柔软剂的新配方,设备采用主
传动方式,大电流可变脉冲电源槽外给电,所有控制点采用PC机集中
控制。
5、烧结还原部分:在800度C的焚烧炉中燃烧,然后在五区段的网带式
保护气氛还原炉中还原,全线工艺参数由PC机控制。
6、纵切包装部分:自行设计高速旋切设备,其尺寸规格可调,后附自动
计数及检验平台。
二、工艺流程:
泡棉——开卷——装压粗化——水洗——除油——水洗——中和——水洗——敏化活化——水洗——水洗——除胶——水洗——复化沉积——水洗——连续电沉积——回收——水洗——干燥——烧结——还原——整平——纵切——齐边——检验——包装
三、产品主要技术性能指标
第二节设备
一、主体设备部分
由于该项目在研制开发时的主要内容就是成套设备的开发,故生产带状泡沫镍的主体设备均属自行设计,其中一部分可自行制造,一部分则可委托专业厂家按图制作。
主体设备明细:
二、辅助设备部分
1、纯水设备:整条生产成配备4立方米/h的纯水装置一套,水质达到10M-
cm;
2、制氛设备:还原炉配备30立方米/h,氨分解制氨装置一套,液氨储罐5
立方米一个。
3、空压机:10立方米/h无油空压机一台。
4、运输设备:车间用自制专用小车若干台。
5、检测设备:成分分析检测仪器十套,化验室及相关设备十套。
第三节物料贮存、装卸方案
一、物料贮存
1、还原部分:设立泡棉库,原材料特点是体积大、重量轻、要求防燃、
防水、通风;设立化学药品库:其特点是品种多,多用塑料带、防潮、
通风;设立金属材料库:主要存放金属镍,其特点:比重大、价格贵。
2、在制品部分:在每段生产线后均设立在制品存放区,制作专用在制品
存放架,要便于装卸,转动和保管。
3、成品部分:有两部分:一是未剪切的成品,单独存放保管,防止碰撞、
挤压;二是按用户要求剪切的成品,均在包装后集中存放标注清楚,
其包装按企业标准招待防压、防潮。
二、物料装卸
1、原辅材料库可建在生产线相近楼层,用车间专用小车转运。
2、在制品的转运,根据该产品体积大、重量轻、防碰撞的特点,设计
专用小车,集存放架、转运于一身,各工序均通用。
3、成品根据用户使用要求,结合产品自身特点,制定包装企业标准。
第四节实施计划
一、生产规模
1、生产能力:一条生产线的设计生产能力为120万平方米/年。
2、生产规模:根据该产品生产自身的特点:数量大(以㎡计算),品种
规格多,连续自动生产,其运动设施多以市场需求批量大,用户要求不一,要实现利润率高,占有一定市场份额和相对稳定的用户,还是要利用规模效应依据目前国内外市场现状用预测,结合自身实力,有步骤建设成6-8条生产线,形成年产720万-860㎡的生产规模,年产值在2亿人民币以上。
二、建设进度
1、整体建设进度:
一年内建成两条生产线,形成120万㎡生产规模。
二年内建成六条生产线,形成700万㎡生产规模。
三年内建设成八条生产线,最终形成960万㎡生产规模。
2、单条生产线建设周期:
图纸准备、计划、审计为70天。
考察订购、自制设备原材料为20天。
加工周期、相关工程建设为150天。
原辅材料采购、设备安装为30天。
设备调试、试生产出产品为30天。
第四章规模生产所需条件
第一节供电、给水条件
供电
1、电源:共25台,额定功率:350Kw
2、电炉:共3台,额定功率:180Kw
3、加热器:共4处,额定功率:45Kw
4、通风照明:额定功率:60Kw
5、其它:额定功率:80Kw
6、合计变压器配置:350Kw
第二节原材料、辅料供应条件一、原材料部分
二、辅料部分
1、液氨:用作氨分解炉制取氢气用,订制一台5吨的液氨储罐存放,可
使用500h左右。
2、氨气:订购瓶装氨气20瓶,用作周转,用于还原炉清洗炉膛及封闭
炉门。
3、其它:10号机械油常备100kg,空压机油常备50kg。
第三节厂房环境基本条件
1、需用地40亩左右。
2、主体生产线用厂房:
规格要求:宽3米×6米-长36米-高6米,每条生产线:8000㎡×6条=48000㎡
环境条件:通风条件好,地面部分作防腐
3、辅助设备用厂房:
空压机房:不小于150㎡
水处理房:不小于120㎡
制氨房:不小于80㎡
产品纵切包装房:不小于200㎡
分析室用房:不小于30㎡
4、库房:
泡棉库房:不小于1200㎡,通风良好;
化学药品房:不小于200㎡,通风良好,作防潮处理;
金属库房:不小于130㎡。
第四节环境保护
一、环境保护
因为购入原材料二次加工,故不会产生三废的排出,环保处理十分简单。
二、安全防护
1、重要控制点:半成品的存放和使用,保护气氛还原炉,空压机液氨
储罐,生产控制系统,纵切机旋切轴部分。
2、措施:
①、制定并彻安全生产企业标准;
②、健全完美的设备安全操作规程,重要设备的操作严格先培训后
上岗;
3、设计安装一些自动报警控制系统。
第五章财务评价及风险分析
第一节资金投入计划
一、生产资金使用计划(包括工厂厂房的购买)
1、总投资额
主体、设备部分:2350万元
辅助设备部分:760万元
土地厂房:1800万元
流动资金:1300万元
不可预见费用:120万元
合计:6000万元
2、使用计划分期:
第一期资金:2000万元:开办费100万元,设备订购、预
付120万元,相关工程建设530万元,自制设备20
万元;
第二期资金2000万元:提取设备款1220万元,相关工程建
设320万元,安装费用及开办费20万元,部分原材
料款90万元;
第三期资金2000万元:原辅材料款210万元,调试费用20
万元,不可预见费用20万元。
二、规模化生产投资使用计划
规模化生产投资是指在第一条生产线投资后再建五条生产线,六条生产线总投资额为6000万元(包括流动资金),年产值2亿元人民币的企业规模。
在第一条生产线正常运转的情况下,再分两期作规模化投资,其资金的使用将综合考虑,可按如下运作。
资金使用计划一览表
从上表计划看,在边生产、边投资的情况下,一年半的投资阶段实际使用投入资金只有2550万元左右,也就是说,用2550万元的资金投入达到了4500万元的投资效果,大大提高了投资效率。
第二节财务评价分析
一、产品成本估算
产量按0。
6㎡/min速度计算
0.6/min×60min/h=36㎡/h×24h/天×25天/月=2。
16㎡/月,估2万㎡/月
第一节镍消耗:50元kg×0。
5kg/㎡=25元/㎡
第二节用电量:0。
6元/度×200度/h÷36㎡/h=3。
33元/㎡
第三节电沉积液消耗:17。
21/h×13元/1÷36㎡/h=6。
20元/㎡
第四节烧结费:电费+氧气+氢气=4。
0+0。
6+0。
6=5。
20元/㎡
第五节其它能源:水+运转电力=0。
02+0。
08=0。
1元/㎡
第六节原材料:泡沫+导电处理费=13+15=28元/㎡
第七节废液处理=2。
00元/㎡
第八节折旧=1。
9元/㎡
第九节工资:40人×1500元/月人÷2万㎡/月=3。
0元/㎡
(每条生产线三班倒人力配置共40人)
第十节合计(制造费用)=74。
73元/㎡
第十一节制造成本:预计成品率85%=87。
9元/㎡
第十二节管理费用=8。
00元/㎡
第十三节税费(不含减免)=15。
00元/㎡
第十四节目标成本(税后)=110元/㎡
二、销售和利润估算
1、销售成本估算:根据该产品市场实际状态和本身特性,估以每
条生产线需配用流动资金占用约300万元,则:
流动资金利息费用:300万元×8%÷20万㎡=1。
2元/㎡
销售管理费用:110元/㎡×3%=3。
3㎡
合计销售成本:110+1。
2+3。
3=114。
5元/㎡
2、销售价格:目前国内企业从国外的订货价最低为19美元/㎡(批
量大),折合人民币160元/㎡,加上运费和20%的关税,
实际到厂购价约200元人民币/㎡,以此为标准,结合我们
的实际成本,该产品的出厂售价订150元人民币/㎡。
3、利润估算:每㎡利润=150元-114。
5元=35。
5元/㎡
每条生产线每年利润=20万㎡×35。
5元/㎡=710万元
三、财务评价指标的估算(以规模化生产计算)
1、年总产值:120万/㎡×150万/㎡=1。
8亿元
2、企业劳动生产率:1。
8亿元÷240人=75万元/年每人
3、年利润:6×710万元=4260万元
4、投资利润率:4260÷4500×100%=94。
7%
5、销售利税率:(1800+4260)÷1。
8亿元×100%=33。
7%
6、成本费用利润率:4260万元÷114。
5×120万/㎡=31%
四、财务评价结论
1、从上棕财务指标可看出,该产品具有较高的投资利润率,一年多
一点时间即可收回全部投资。
2、从成本利润率不高可看出,该产品要维护较好收益的关键在于成
本控制,所以企业的中心工作在于作好成本管理。
3、销售税金也占较大量,将有利于高新技术产业有优惠政策,也是
企业获益的一个有效途径。
第三节风险分析
一、技术风险分析
该产品是一技术含量高,生产难度大的产品,研制开发费用也较高,尚无一家规模化开发投产,故在国内没有一套完整成熟的技术标准可借鉴,其主要的技术风险体现在:A、作为本技术的主体成套设备的制造水平是否满足要求;B、工艺水平是否能保证其产品质量;C、从设备和工艺上能否保证其产品达到其目标成本;D、是否具备技术发展的可持续能力。
针对上述问题,我们作如下分析:A、该技术的研制主体也就是设备的开发,其设备部分难度大的主要原因是它包括机械、电子自动控制、化工等多领域的系统工程,尽管如此,由于生产线各部分主体设备在国内已拥有成熟的技术和制造能力,加之我们投入近800万元人民币,经过一年多努力,解决了各生产厂家主体设备相互配套的问题,通过系统工程的综合设计,使生产线达到了预期要求,该技术通过鉴定,也就证明其设备部分是成熟的;B、在其工艺技术中,电沉积和还原部分在国内忆昌委成熟的技术,主要难点在导电化处理部分的工艺水平,而权威机构的检测分析及用户的使用可证明该工艺水平可满足产品使用要求;C、实际上,前面的成本估算,就是建立在现有设备和工艺基础上进行的估算,排除企业管理因素外;要么就是不能规模生。