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高比能量密閉電池

創(chuàng)新成果報告
　  一． 前言和實施背景
　  1）前言
　  浙江海久電池股份有限公司（ZHEJANG HAIJIU BATTERY CO.,LTD。)是一家中外合資企業(yè)，其前身為浙江海久電池有限公司，公司專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售各種蓄電池，以“海久”牌系列鉛酸蓄電池為主導(dǎo)產(chǎn)品，致力于無鎘高性能密閉小型啟動及動力型電池的開發(fā)和生產(chǎn)，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的摩托車電池制造廠家之一，據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會鉛酸蓄電池分會最新統(tǒng)計，2008年摩托車用電池系列產(chǎn)品的產(chǎn)量位居全國第一。“海久”商標(biāo)為浙江省著名商標(biāo)，“海久”牌系列鉛酸蓄電池為國家免檢產(chǎn)品、浙江省名牌產(chǎn)品，主要應(yīng)用于： 摩托車、 電動車、 水上摩托艇、ATV等勁量體育運動產(chǎn)品及割草機、JUMPSTAR等領(lǐng)域。公司先后通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證、14001環(huán)境管理體系認(rèn)證、清潔生產(chǎn)審核，歐洲CE認(rèn)證、美國UL認(rèn)證和SGS認(rèn)證,并獲得信息產(chǎn)業(yè)部頒布的通信設(shè)備入網(wǎng)許可證、國際標(biāo)準(zhǔn)合格證、出口產(chǎn)品質(zhì)量許可證、AAA級標(biāo)準(zhǔn)化良好行為企業(yè)、計量檢測體系合格證、全國工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證等一系列證書。 
　  技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的源動力。公司組建了一支專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊，擁有一流的電氣性能試驗室和化學(xué)分析試驗室，研發(fā)、技術(shù)中心被認(rèn)定為省、市級企業(yè)研發(fā)、技術(shù)中心；為浙江省高新技術(shù)企業(yè)，湖州市優(yōu)質(zhì)企業(yè)；公司研發(fā)創(chuàng)新能力不斷增強，共獲得22項專利,其中發(fā)明3項，實用新型15項，外觀設(shè)計4項；受理專利5項。 
　  2）實施背景
　  鉛酸蓄電池是1859年由普蘭特(Plante)發(fā)明的，至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。它的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：普通鉛酸蓄電池、干荷電電池、免維護(hù)電池、密閉電池。普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液，它的主要優(yōu)點是電壓穩(wěn)定、價格便宜；缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。干荷蓄電池的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點是負(fù)極板有較高的儲電能力，在完全干燥狀態(tài)下，能在兩年內(nèi)保存所得到的電量，使用時，只需加入電解液，等過20—30分鐘就可使用。免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補充蒸餾水，它具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。密封鉛酸蓄電池和傳統(tǒng)的敞開型電池相比，具有以下的特點：密封程度高，電解液象凝膠一樣被吸收在高孔率的隔離板內(nèi)，不會輕易流動；電池的板柵采用無銻鉛合金，電池的自放電系數(shù)很?。浑姵氐恼?fù)極板完全被隔離板包圍，有效物質(zhì)不易脫落，使用壽命長；其體積比老式電池小，而容量卻比老式敞開型電池高；電池在長期運行中無需補充任何液體，同時在使用過程中不會產(chǎn)生酸霧，氣體，維護(hù)工作量極??；電池的內(nèi)阻較小，大電流放電的特性好。
　  本公司創(chuàng)新開發(fā)的高比能量密閉電池主要應(yīng)用于電力，交通，通訊，軍事等領(lǐng)域，其對電池有很高的要求；電池在恒壓下要有強大的能量輸出，瞬間啟動電流大，具有高的輸出功率，同時要求電池的重量輕，體積小，即要求電池具有高的比能量。根據(jù)市場調(diào)查，高比能量電池的市場需求為100億元/年，市場前景廣闊。
　  二． 成果的內(nèi)涵和具體做法
　  1）技術(shù)路線
　  高比能量密閉電池的技術(shù)路線為；1、設(shè)計改進(jìn)；板珊結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，薄片技術(shù)的應(yīng)用，焊接技術(shù)的創(chuàng)新，COS鑄焊技術(shù)的應(yīng)用，可大大改善焊接質(zhì)量，提高性能。2、工藝改進(jìn)；對合膏配方的改進(jìn)，極大地改善電池的充電和放電性能。
　  2）工藝的合理性和成熟性，關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性和效果論述：
　  高比能量密閉電池在技術(shù)及工藝上有很大的創(chuàng)新，鉛膏配方的改進(jìn)，使電池在恒壓充電下，接受電流有了很大的提高，而放電時由于極板的孔率增多，放電電壓較高，就能輸出更高的能量；薄片技術(shù)的應(yīng)用減少了極板的歐姆電阻，提高了導(dǎo)電性，減輕了電池的重量，既節(jié)約了成本，也極大地減少了資源消耗；焊接技術(shù)的改進(jìn)，使極群組、極柱、嵌件三者一次成型的強度和連接效果增強，極大地提高了蓄電池通過大電流的能力。對整個蓄電池行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新及我司的快速壯大都有非常重要的意義。
　  生產(chǎn)工藝：高比能量密閉電池生產(chǎn)工藝流程圖
　  
　  
　  成熟性：產(chǎn)品已完成小試進(jìn)入中試生產(chǎn)，并經(jīng)過鑒定，經(jīng)用戶使用及浙江省方圓檢測集團(tuán)股份有限公司檢測，技術(shù)指標(biāo)符合《Q/ZHJ003-2008利溫控極群焊接的鉛酸高能密閉蓄電池》用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
　  關(guān)鍵技術(shù)：
　  高比能量密閉電池在技術(shù)上有重大突破：鉛膏配方的改進(jìn)、薄片技術(shù)的采用和焊接方法的創(chuàng)新是其關(guān)鍵所在。
　  A、鉛膏配方的改進(jìn)主要是在正極板的鉛膏配方中加入適量的導(dǎo)電性能良好的各向異性石墨和作為晶核的紅丹粉；在負(fù)極板的鉛膏配方中加入適量的有機柔料和腐植酸；
　  B、薄片技術(shù)的應(yīng)用，主要是將板柵的厚度控制在1.1mm左右，對板柵的柵格形狀、尺寸及合片進(jìn)行重新設(shè)計調(diào)整，并增加豎筋數(shù)量；
　  C、焊接技術(shù)的創(chuàng)新，主要是對極群和過橋件采用我司自制并擁有知識產(chǎn)權(quán)的COS鑄焊技術(shù)一次成型和同樣擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的含嵌件一次成形極柱的制作方法和鑄焊模。
　  3）產(chǎn)品技術(shù)性能水平與國內(nèi)外同類產(chǎn)品的比較
　  根據(jù)調(diào)查和資料查新發(fā)現(xiàn)，目前國外著名電池廠家如美國BB，CSB和日本湯淺都在研究這一產(chǎn)品，有些已有產(chǎn)品；如BB的EVB系列，湯淺的NP系列都屬于這一產(chǎn)品系列，而國內(nèi)卻很少有廠家研究及產(chǎn)品，技術(shù)上的瓶頸是最大的原因。
　  與國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較：
　  指標(biāo)
　  
　  單位 放電時間(終止電壓為10.20V)
　  5min 10min 15min
　  電池輸出能量(W)
　  國內(nèi)MM高比能量密閉電池 943 587 434
　  美國HD高比能量密閉電池 1057 686 498
　  海久高比能量密閉電池 1262 776 583
　  與現(xiàn)有的普通密閉電池的性能對比如下：
　  序號 比較內(nèi)容 普通密閉電池 高比能量密閉電池 對比結(jié)果
　  1 重量比能量 30Wh/Kg ≥40Wh/Kg 比能量增大
　  2 充電特性 5~10h 2~5h 充電時間縮短
　  3 放電特性 3~10C 10~20C 放電倍率提高
　  4 低溫特性 -10℃ -18℃ 低溫性能提高
　  三． 成果實施后所產(chǎn)生的效果
　  1）成果的技術(shù)鑒定文件或產(chǎn)品性能檢測報告、產(chǎn)品鑒定證書
　  高比能量密閉電池在2008年8月22日，通過了由浙江省經(jīng)濟貿(mào)易委員會委托，湖州市經(jīng)濟委員會組織的專家委員會的驗收，驗收委員會聽取了海久電池的技術(shù)報告，審查了驗收資料，一致同意高比能量密閉電池為浙江省技術(shù)創(chuàng)新項目。鑒定報告見附件。
　  高比能量密閉電池在2008年8月11日有浙江省方圓檢測集團(tuán)股份有限公司檢測，技術(shù)指標(biāo)符合《Q/ZHJ003-2008利溫控極群焊接的鉛酸高能密閉蓄電池》用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)用戶使用，反映良好，具有較好的經(jīng)濟和社會效益，具備了批量生產(chǎn)條件，可以投入批量生產(chǎn)。
　  2）產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，以及在價格、性能等方面被用戶認(rèn)可的情況等
　  該產(chǎn)品的技術(shù)質(zhì)量經(jīng)吳江舒馬克，美國UPG等單位的使用，反映良好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，技術(shù)性能能夠達(dá)到用戶的要求。在價格方面，本產(chǎn)品定價118元/只，與美國BB公司和日本湯淺公司的同類產(chǎn)品，具有極強的價格竟?fàn)巸?yōu)勢。
　  3）核心技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)情況。
　  產(chǎn)品由本公司自主開發(fā)，具有項目產(chǎn)品核心的技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)。高比能量密閉電池在開發(fā)過程中，對創(chuàng)新點已申報專利；發(fā)明專利“一種溫度控制的小型鉛酸電池極群焊粘接方法”，專利號為ZL200410025296.9。發(fā)明專利“含嵌件一次成形極柱的制作方法及其鑄焊模”,申請?zhí)枮?00610053122.2。實用新型專利”極板中含有嵌件的極群組及鑄焊模”,專利號為ZL200620107046.4。
　  4）財務(wù)分析
　  通過財務(wù)分析，該項目銷售收入為3036萬元，利稅為865.57萬元；項目財務(wù)內(nèi)部收益率為66.54%；項目靜態(tài)投資回收期為33個月；動態(tài)回收期為36個月；投資利潤率為75.35%，投資利稅率為103.02%，年銷售利稅率為28.28%；盈虧平衡點為47.04%。評價結(jié)論認(rèn)為該項目可行。
　  四． 持續(xù)改進(jìn)措施
　  1） 繼續(xù)對工藝進(jìn)行改進(jìn)
　  根據(jù)用戶使用情況反饋，將對合膏配方進(jìn)一步完善，使產(chǎn)品性能更好；將對生產(chǎn)工藝進(jìn)一步細(xì)化，使產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。
　  2） 對板柵薄片技術(shù)的應(yīng)用
　  根據(jù)成功的板柵薄片技術(shù)，推廣應(yīng)用到其他產(chǎn)品系列，使資源節(jié)約做得更好。
　  3） 加大技術(shù)創(chuàng)新的力度
　  將進(jìn)一步加大技術(shù)創(chuàng)新的力度，通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)企業(yè)的穩(wěn)步可持續(xù)發(fā)展。
　  
　  
　  浙江海久電池股份有限公司
　  2010年8月16日