年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告 - 图文

XXXX有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地 可行性报告 北京易知源信息咨询有限公司 2011 ● 4 Apr 2011

XXXX有限公司

年产1500万个电动汽车用大型混合超

级电容器生产基地

可行性报告

编制单位：北京易知源信息咨询有限公司 负 责 人：齐宪臣 王小夯

编制人员：魏利强 宋岩涛 钱继濮 杨严栋 刘 铭 邸培科 程荣敏 宋 凯 魏树起

北京易知源信息咨询有限公司

2011 ● 4 Apr 2011

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

目 录

一、项目总论 .................................................................................................................. 1 二、项目背景 .................................................................................................................. 2 三、项目单位基本情况 .................................................................................................. 8 四、项目技术工艺 .......................................................................................................... 9

4.1 项目产品 .......................................................................................................... 9 4.2 工艺流程 ........................................................................................................ 11 4.2 设备选型 ........................................................................................................ 15 五、项目工程建设 ........................................................................................................ 18

5.1 项目建设地址 ................................................................................................ 18 5.2 项目总图及工程造价 .................................................................................... 18 5.3 其他辅助工程 ................................................................................................ 20 六、项目的招标方案 .................................................................................................... 22 七、环境保护与劳动安全 ............................................................................................ 23

8.1 环境保护 ........................................................................................................ 23 8.2 资源利用与能耗分析 .................................................................................... 24 8.3 节能分析 ........................................................................................................ 25 8.4 消防措施 ........................................................................................................ 25 8.5 劳动安全卫生 ................................................................................................ 26 八、企业组织与劳动定员 ............................................................................................ 28 九、项目实施进度安排 ................................................................................................ 28 十、项目投资估算 ........................................................................................................ 29

10.1 项目总投资 .................................................................................................. 29 10.2 资金使用计划 .............................................................................................. 30 十一、项目财务评价 .................................................................................................... 31

11.1 测算基本设定 .............................................................................................. 31 11.2 主要经济技术指标 ...................................................................................... 32 11.3 盈亏平衡分析 .............................................................................................. 33 十二、项目风险控制 .................................................................................................... 34

1

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

一、项目总论

项目计划建设一个年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地。产品规格涵盖200—1500F，年销售收入12亿元。计划从2011年7月开始实施，分三期3年建成，规划用地面积1000亩，建筑占地36000平米，建筑面积548000平米，其中生产建筑384000平米，辅助用房及其他164000平米，远期预留电池组装及检测包装厂区。

建设内容主要包括办公楼、产品展厅、职工宿舍、餐厅、活性炭原材料仓库、化学品库、电解液车间、电容器一体化生产车间、检测包装车间、成品库、设备器材库及配电消防水厂停车场站等辅助工程。

项目总投资共计98754.36万元，其中：建筑工程费25738.47万元；设备购置费41527.85万元；无形资产购置费1628.00万元；安装工程费11622.62万元；工程建设其他费用2415.51万元；基本预备费1658.65万元；涨价预备费1610.34万元；建设期利息0.0万元；铺底流动资金12552.92万元。

项目总投资全部XX公司自筹解决，流动资金不足部分采取银行贷款，年利率6.5%，5年偿还本金，不属于项目总投资范畴

经过财务测算和分析，本项目正常经营年份年销售收入120000.00万元，年增值税12337.72万元，年销售税金及附加1233.77万元，年利润总额49316.71万元，年税后利润36987.54万元，所得税12329.18万元。项目投资利润率38.52%，投资利税率49.11%，销售利润率41.10%，税前财务内部收益率为45.35%，税后财务内部收益率为35.58%，,税前投资回收期4.19年，税后投资回收期4.78年，可以为国家和地方带来25530.54万元的税收和约500人的就业。

1

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

二、项目背景

超级电容器又称超大容量电容器、金电容、黄金电容、储能电容、法拉电容、电化学电容器或双电层电容器（英文名称为EDLC，即Electric Double Layer Capacitors），是靠极化电解液来储存电能的新型电化学装置。它具有快速充放电、功率密度大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。可以反复循环使用达数十万次，而电池寿命一般仅几百个循环，脉冲功率则比蓄电池高近十倍；低温性能优良，在-40℃时还可以维持80%以上的输出能力，同时还可以在数十秒到数分钟内快速充电。这些优点都是普通电池无法比拟的。它是近十几年随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件，其批量生产不过几年时间。

超级电容器可以应用在纯电动或混合动力汽车上，和普通电池配合，在起动、加速、爬坡时提供瞬时峰值功率，延长电池寿命；同时还可在汽车刹车时充分回收能量，提高能量利用率；利用超级电容器还能有效改善汽车低温启动性能。另一方面，配合快速充电站智能系统的建设，超级电容器可以在城市短途电动公交车上得以应用。目前在国内使用超级电容器的电动公交汽车已有成功应用的例子。上海11路公交车，是目前世界上唯一使用超级电容公交车的公交线路，其平均能耗仅为0.98kWh/km，能量回收率达到30%左右。充满一次电，可以行驶3─5公里，超级电容器充电时间很短，在公交车停车上下客的短暂时间内，就可以把电充满，满足下一个行驶区间的电量需求。

超级电容器自面市以来，全球需求量快速扩大，已成为化学电源领域内新的产业亮点。超级电容器在电动汽车、混合燃料汽车、特殊载重汽车、电力、铁路、通讯、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力，被世界各国所广泛关注。目前世界各国的汽车企业已经达成一个共识，未来新能源汽车将是电动车唱主角，而目前在城市电动汽车中，除了最常使用的各类铅酸电池、镍氢电池以及锂电池外，作为一种新型的能量存储装置，超级电容器在国内外都有应用成功的例子，也是未来电动车研发方向之一。

超级电容器已经列入“863” 计划

“863” 计划是国家\十五\规划的一部分，主要选择对国家影响较大的战略性项目作为支撑点，采取有限项目重点突破的方针，发展高科技，解决国民经济

2

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

建设中所遇到的头等问题。能源安全，改善大气环境，提高我国汽车工业的竞争力，科技部在\十五\规划国家\计划中，特别设立了电动汽车重大专项，计划在\十五\期间，以电动汽车的产业化技术平台为工作重点，力争在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得重大突破，使我国的汽车产业在世界汽车市场上具有一定的竞争能力。在国家\电动汽车重大专项中，科技部首次将超级电容器列入该研究计划，和电池一起构成复合动力源。利用超级电容器的瞬间高功率、充电迅速、寿命长等特点满足电动车起动、爬坡、加速所需的瞬间高功率，或再生制动的高效能量反馈回收。

超级电容器将作为二十一世纪的新型绿色能源在交通、能源等领域取得广阔的发展空间。

电动汽车用超级电容器行业仍将保持快速增长势头

根据奥尔威咨询公司最近完成的《2010-2011中国电动汽车用超级电容器行业研究报告》中显示，未来几年，超级电容器在电动汽车上的应用仍将继续集中于商用车领域，尤其是超级电容公交车。随着“十城千辆”工程的继续推进，到2012年，我国新能源客车年销量有望达到15000辆，而这其中将有3600辆左右采用超级电容器作为唯一动力（纯超级电容公交车）或者辅助动力（混合动力车）的超级电容公交车，2009-2012年年平均增长率有望达到50%。目前，已有十余家客车制造厂商正在研发或已上市销售超级电容客车。

超级电容器在电动乘用车上的应用则仍将处于试验论证阶段，各大全球性汽车厂商，如宝马、大众、现代、通用等，以及我国的海马、华普、奇瑞等几家汽车厂商都在积极进行这方面的研究，以论证其可行性。在电动乘用车中采用超级电容器，一方面有助于降低综合成本，另一方面也能够提高整体可靠性。根据部分厂商相关研究项目显示，超级电容器在汽车上的应用前景仍比较乐观，尤其是燃料电池车。目前大部分观点都认为燃料电池车将是电动汽车发展的终极目标。而在宝马、本田、大众和马自达等厂商研发的燃料电池车中，大多采用了燃料电池+超级电容器的配置方案，由超级电容器提高尖峰功率和回收制动能量。

目前，Maxwell的电动汽车用超级电容器产品在中国占有绝对的统治地位，其它厂商占有的份额微乎其微。主要原因在于：一是我国的超级电容车刚开始发展，仍处于起步阶段，无论是混合动力还是纯电动，其可靠性、稳定性等相关指

3

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

标还不是很好，这就需要通过各种方法来提高可靠性和稳定性，因此，厂商往往倾向于选择最优的零部件，尤其是超级电容器这种关键零部件。二是Maxwell的超级电容器模块已实现标准化生产，经过大批量市场验证，可靠性、稳定性及一致性都具有领先水平，价格也在汽车厂商可接受的范围内。三是其它厂商的电动汽车用超级电容器研发水平、生产制造经验和实际应用经验仍有不小的欠缺，产品处于试验或是小批量应用阶段，尚没能对Maxwell构成大的挑战。随着电动汽车产业的发展、国产超级电容器的性能和可靠性得到提升以及更具有性价比，奥尔威咨询认为，国产超级电容器存在着较大的发展空间。

国内有多家厂商在研发或已生产出电动汽车用超级电容器（大容量超级电容器），上海奥威、哈尔滨巨容、北京集星、北京合众汇能、洛阳凯迈嘉华、锦州凯美和锦州富辰等厂商已能够提供有机超级电容器样品进行试验，其中哈尔滨巨容和上海奥威的无机超级电容器则已成熟，国内的纯超级电容公交车上采用的无机超级电容器都由这两家企业供应。我国的整车制造厂商也在积极试用国产超级电容器，如目前国内超级电容混合动力客车销量最大的南车时代正在试用洛阳凯迈嘉华的超级电容器。

同时，由于超级电容器的应用并不局限于汽车领域，其在工业、消费电子和玩具等多个行业都有广泛的应用，因此，国产超级电容器将拥有更多的机会和市场。据IRAP公司出版的一份报告预测，2009-2014年，全球超级电容器的市场规模将以21.4%的平均年增长率扩大，而在交通领域，尤其是其中主要的汽车领域，预计将有27.7%的年平均增长率。

超级电容器行业企业发展

国内从事大容量超级电容器研发的厂家共有50多家，然而，能够批量生产并达到实用化水平的厂家只有10多家。上海奥威科技开发有限公司开发的“车用超级电容器”，在技术水平上较为先进。通过与国外厂商产品对比，奥威产品与国外同类产品的电性能和物理性能较为接近，某些性能已经超过了国外同类产品。总体上看，该公司的产品已达到了同类产品的国际先进水平。

目前，国内厂商大多生产液体双电层电容器，重要企业有锦州富辰公司、北京集星公司、上海奥威公司等十多家。锦州富辰公司是国内最大的超级电容器专业生产厂，主要生产纽扣型和卷绕型超级电容器。北京集星公司可生产卷绕型和

4

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

大型电容器。据称，国产超级电容器已占有中国市场60%-70%的份额。 除此之外，国内也有其他数家超级电容器供应商，如哈尔滨巨容新能源公司等等，这些公司均是近两年成立，并在各自擅长的领域进行产品研发或产品市场推广工作。同时，国内的江西、江苏、河南、陕西和天津等省市也纷纷出台相关政策，支持本省市企业积极进军超级电容器这种新兴的储能元件市场，如中国电子元器件百强之一的江西信达电子公司也正在寻求合作伙伴，以期共同进行超级电容器的生产。

超级电容器的上下游产业基本情况如下：终端应用行业、超级电容器组系统、超级电容器电控系统、超级电容器、电极、电解质、隔膜。目前，法拉电子（600563）、铜峰电子（600237）、深圳惠程（002168）、新宙邦（300037）、佛塑股份（000973）、大东南（002263）、南洋科技（002389）、凯恩股份（002012）、安凯汽车、曙光股份（600303）、金龙汽车（600686）等均不同程度的涉及到超级电容产业，会成为行业客户或者进入超级电容器领域。

深圳惠程目前处于起步阶段，持股90％的深圳市惠程高能能源科技公司，主营业务为超级电容器、高能电容、电池储能组件、电动车及工具用动力电容、光伏太阳能路灯组件、UPS用中继电容及材料的研发、购销等。公司拟采用纳米碳纤维做电极材料，该材料的比容量为220F/g，采用特殊导电聚合物修饰的纳米碳纤维电极材料的比容量可以达到520F/g，可制成大电量的储能电容器。本项目达产后，可形成年产50万只1000F超级电容器的生产能力。

新宙邦国内超级电容器行业起步较晚，电解液市场规模较小，主要依赖于从国外进口。根据规格和型号的不同，超级电容器电解液成本占超级电容器成本的比重在15％-40％之间。从2004年开始，新宙邦开始了超级电容器电解液的研发工作，目前掌握了超级电容器电解液的关键技术：季铵盐合成技术及电解液配制技术。公司现已成为全球主流的超级电容器制造商美国Maxwell公司、REDI公司等的合格供应商，并逐步实现批量供货；国内客户主要有北京集星、北京合众汇能、锦州凯美等公司。自2009年起，公司客户及订单量不断增加。有望成为世界主流的超级电容器厂商的主要供应商之一。

综合而言，超级电容器行业还处于起步阶段，但是未来的发展空间很大。超级电容器的最主要应用领域将集中于交通领域和智能电网领域，其技术壁垒比较

5

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

高，有望获得超额收益。

市场需求有巨大潜力

2005年，中国超级电容器产业总规模达到3.9亿元，较2004年的2.48亿元增长57.2%，其中，纽扣型超级电容器为4000万元，卷绕型和大型超级电容器为3.5亿元；2006年产业总规模达到5.7亿元，增速高达46.2%，其中，纽扣型超级电容器市场规模为9000万元，卷绕型和大型超级电容器为4.8亿元；2007年产业总规模达到8.6亿元，增速高达50%，其中，纽扣型超级电容器市场规模为1.4亿元，卷绕型和大型超级电容器为7.2亿元；2008年产业总规模达到13.3亿元，增速可达55%，其中，卷绕型和大型超级电容器市场规模可达11.2亿元。

目前中国市场的年需求量可达2150万只，约1.2亿瓦时，且每年都在以约50%的速度增长

21世纪，随着全球气候变暖，资源缺乏，全世界各个国家和地区都在研发新的绿色环保型能源，而超级电容器生产所用的材料普遍为绿色环保。因此，超级电容器作为本世纪重点发展的新型储能产品之一，正在为越来越多的国家和企业争相研制和生产。10年前，超级电容器每年只能卖出去很少的数量，而且价格很贵，大约1美元-2美元/法拉，现在，超级电容器已经作为标准产品大批量供应市场，价格也大大降低，平均0.01美元-0.02美元/法拉。

高端的多功能三相电能表由于数据存储量大于普通电能表，而传统的锂电池会出现没电的状况，从而导致了超级电容器在电能表上的应用。同时，随着需要存储与备份的重要数据的增加，最早采用0.1F的电容就能完成数据存储的任务，如今已需要0.22F或0.33F才能完成，一只表上甚至要用到3～4只超级电容器。由此可以看出，仪表行业的新发展有力促进了超级电容器产业的发展。

由于超级电容器具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点，有希望成为本世纪新型的绿色能源。因此，由于受需求和利润的驱使，中国厂商纷纷推出产能扩张项目，产品也更加全面，产能正节节攀升。即使如此，由于目前国内能规模生产的厂家较少，国内年供应量不到500万只，这样的生产规模远远无法满足国内市场的需求，所以国内大多数用户还是通过进口来满足需要。在市场需求迅速增长的强力推动下，国内现有的超级电容器生产企业正积极融资扩产，国际超级电容器生产大鳄也把战略投资的目光锁定中国，而相关的生产企业

6

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

(如铝电解电容器生产企业)也正跃跃欲试准备介入这一新兴市场。目前在广东、深圳有数十家代理商在经销国外品牌的超级电容器，而同样规格指标要求的国外电容器的价格平均要高出国内价格的2/3左右，国内不能批量生产的电动汽车用超级电容器价格更是高得离奇。

在纽扣型超级电容器市场中，海外产品几乎占据了90%以上的份额，竞争异常激烈。中国厂商正采取替代手段，利用低价策略(约为国外产品的40%—60%)、快速供货、完善销售布局、对中国终端应用市场更加熟悉、技术支持与服务优于国际品牌等各种优势来争夺市场。目前在卷绕型和大型超级电容器方面，中国产品的技术水平与国际接近，市场份额较为理想。

业内专家预测，目前中国市场的年需求量可达2150万只，约1.2亿瓦时，且每年都在以约50%的速度增长；整个亚太地区的年需求量超过9000万只，约5.4亿瓦时，增长速度约为90%；全球的年需求量约为2亿只，约12亿瓦时，增长速度约为160%。美国市场研究公司Frost&Sullivan发布的一份报告预计，2002年到2009年之间，全球超级电容器产业的产量和销售收入这两项数据将分别以157%和49%的年复合增长率保持高速增长。目前，超级电容器占世界能量储存装置(包括电池、电容器)的市场份额不足1%，在我国所占市场份额约为0.5%，因此超级电容器存在着巨大的市场潜力。

7

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

三、项目单位基本情况

项目公司为青海省投资集团有限公司。

8

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

四、项目技术工艺

4.1 项目产品

1、超级电容器的技术特点

超级电容器的研制成功是储能设备（蓄电池）的一次革命：其他储能设备，都是由电能转变成化学能，再由化学能转变成电能，两次转变能量有损失，超级电容器直接充电，再直接放电，能量形式没有转变，能量也没有损失；充放电效率高达98%，经济价值大。超级电容器是上个世纪七十年代末，出现的一种产品，它突破了传统的电容器设计思想，电容器由微法拉级提高到法拉级（1法拉=106微法拉），创造出1000法拉级超级电容器；到上个世纪末，又先后出现了10,000-100,000法拉的牵引型超级电容器，从此超级电容器开始进入电池应用市场，出现了超级电容器电动车的新概念，它以其优异的性能，改变了人们的传统认识，建立了全新的交通运输电动车的设计思想。

超级电容器比功率大，其特性是：充电时，充电量大，充电量快；放电时，放电量大，放电量快。在电动车辆运行时，起步快，加速快，爬坡有力，比铅酸电池大30多倍，这是电动车能用得上最重要的性能。超级电容器比能量小，其特性是：同等重量超级电容器续驶里程，仅为铅酸电池的1/3，这是超级电容器一大缺陷。超级电容器续驶里程短，跑不远；但充电速度快，可以弥补续驶里程短的缺陷，补救的方法是在城市交通线路的两头建立充电站，这样超级电容器电动车的续驶里程，可以不受限制。

2、超级电容器的优点

1）超级电容器是绿色能源（活性炭），不污染环境。

2）超级电容器寿命长（50万-100万次）；铅酸电池寿命短（700次），易损坏，难管理，是铅酸电池的700~1400倍，可以与设备同命运。

3）超级电容器充电速度快（0.3秒~15分钟）；铅酸电池充电时间长（5~8小时），很多电池就是充电时间长，续驶里程短。

4）超级电容器充放电效率高（98%）；铅酸电池充放电效率低（70%）； 5）超级电容器功率密度高（10.000W/kg）；铅酸电池功率密度低（300W/kg），差30多倍。

9

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

6）超级电容器彻底免维护，工作温度范围（-40~+70）；机动车在-15℃时启动已经困难，而用超级电容器即使是在-30℃时，仍能顺利启动。铅酸电池电动车在-40℃续驶里程减少90%，超级电容器只减少10%

7）超级电容器电动大客车能量回收强，紧急制动能量回收高达75%；铅酸电池能量回收仅为5%，这点对公共大客车太重要了，可以节约大量的燃料。

8）相对成本低。超级电容器价格比铅酸电池高一倍在大量生产后价格还会下降；但超级电容器的寿命比铅酸电池高700～1400倍，这点对公共大客车产业化非常重要。

本项目产品

图5-1 项目产品图片1

图5-2 项目产品图片2

10

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

4.2 工艺流程

超级电容器工作机理

超级电容之所以有巨大的电容量，是由于电容是以将电荷分割开来的方式储存能量的。储存电荷的面积越大，电荷被隔离的距离越小，电容量越大。超级电容是从多孔碳基电极材料得到其储存电荷面积的，这种材料的多孔结构使它每克重量的表面积可达2000平方米。而超级电容中电荷分隔的距离是由电解质中的离子大小决定的，其值小于10埃。巨大的表面积加上电荷之间非常小的距离，使得超级电容有很大的电容量。一个超级电容单位的电容值，可以从一法拉至几千法拉。

超级电容作为一种新型储能装置，具有超级储电能力。在储能机理上，它是高度可逆的，寿命很长，可以千万次反复地冲、放电，而且具有很大的电流，此外具有很宽的电压范围和工作温度范围。它兼具传统电容器的大电流快速充放电特性与电池的储能特性，填补了普通电容器与电池之间的比能量与比功率空白，其放电比功率较蓄电池高近十倍，弥补了铝电解电容和可充电电池之间的技术缺口，同时又克服了两者的缺陷，既具有电池的能量贮存特性，又具有电容器的功率特性，它比传统电解电容器的能量密度高上千倍，可达1000W/kg数量级，而漏电流小数千倍。具有高至数千法拉甚至上万法拉的超大电容量，储电能量大、时间长；能够瞬间释放数百至数千安培电流，大电流放电甚至短路也不会对其有任何影响；可充放电10万次以上而不需要任何维护和保养，寿命长达十年以上。可用于以极大电流瞬间放电的工作状态，而不易产生发热着火等现象；且充电时间很短，可在几秒之内完成，是一种理想的大功率二次电源。它可在极低温等极端恶劣的环境中使用，并且无环境污染。具有安全可靠、适用范围宽、绿色环保、易维护等特点，是改善和解决电能动力应用的突破性元器件。

超级电容电阻很小：采取特别工艺措施，保证其ESR（等效串联电阻）远远小于其它电容的ESR。具有动力储存性能的超级电容很小的ESR，意味着高速率充放电情况下有很大的功率储存能力。

超级电容寿命超长：超级电容可以有成千上万次冲放电循环，而蓄电池只有几百次循环。超级电容可以频繁地释放能量脉冲而不会有有害的后果，但蓄电池如果频繁地释放能量脉冲就会降低寿命。

11

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

超级电容安全可靠：在其额定电压范围内可以任意充电至任意电压值，而放电时可以放出所储存的全部能量，失效开路，过电压不击穿，安全可靠。

超级电容储能巨大：与同样大小的传统电容相比，超级电容所储存的电能远远大于传统电容所储存的电能。

超级电容充电快速：可以快速充电和大电流充电，10秒钟内达到额定容量的95%；充电时间短；充放电能力强；对充放电电路要求简单。

超级电容器结构

超级电容器在结构上与电解电容器非常相似，它们的主要区别在于电极材料。早期的超级电容器的电极采用碳，碳电极材料的表面积很大，电容的大小取决于表面积和电极的距离，这种碳电极的大表面积再加上很小的电极距离，使超级电容器的容值可以非常大，大多数超级电容器可以做到法拉级，一般情况下容值范围可达1-5000F。

超级电容器也可以分为两类:一类以活性炭材料为电极，以电极双电层电容的机制储存电荷，通常被称作双电层电容器（DLC）；另一类以二氧化钌或者导体聚合物等材料为阳极，以氧化还原反应的机制存储电荷,通常被称作电化学电容器。

超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型，三者在容量上大致归类为5F以下、5-200F、200F以上。钮扣型产品具备小电流长时间放电的性能，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中做电源，或在带时钟的产品应用上进行数据存储,如录音机、MP3、家用电器、汽车音响等。而卷绕型和大型产品则多用于大电流短时放电，在有记忆储存功能的电子产品中做后备电源，注重数据保护和备份，适用于带CPU的智能家电、工控和通讯领域中的存储备份部件。

超级电容器按电极结构可分为以下三类： 1、碳-碳双极板对称结构超级电容器

正负电极采用了超大比表面积材料，这种超级电容器储能方式属于静电储能，能量储存与释放不涉及伴随质量转移的氧化还原过程，能量储存与释放速度很快，时间常数小，充放电次数可达到50万次，该类电容器目前主要应用于瞬时高功率辅助。

12

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

2、过渡金属氧化物超级电容器

电极反应是以快速法拉第氧化还原反应为基础，绝大多数电荷转移发生在固体电极的表面或表面附近的薄层内。储存容量通常比双电层材料大很多，其能量密度较高，此类超级电容器目前还处在实验室开发阶段，作为电极材料的各种过渡金属氧化物和聚合物制作工艺及最佳特性还在摸索过程中。

3、混合型超级电容器

利用金属氧化物超级电容器的超大比能量与双电荷层超级电容器的有效配比，获得比双电荷层超级电容器高4倍的比能量。根据使用条件的不同及制造材料的不同，充放电次数可控制在1～20万次范围内。该类电容器的特点是比能量高，因此，特别适合长寿命能量提供。此类超级电容器也是国内超级电容器应用技术水平最高的一种。

超级电容器通常包含双电极、电解质、集流体、隔离物四个部件。超级电容器是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量的。在超级电容器中,采用活性炭材料制作成多孔电极,同时在相对的两个多孔碳电极之间充填电解质溶液,当在两端施加电压时,相对的多孔电极上分别聚集正负电子,而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上,从而形成双集电层。

在超级电容器的研究中，许多工作都是开发在各种电解液中有较高比能量的电极材料。目前应用于超级电容器的材料主要有碳基材料、金属氧化物及水合物材料和导电聚合物材料三种。

碳基材料有活性炭、碳纳米管、炭凝胶。活性炭是使用最多的电极材料，它具有原料丰富、价格低廉、成型性好、电化学稳定性高、技术成熟等特点。真正实用化的EDLC极化电极是日本电器公司用活性炭粉末和电解液混合制成的活性炭糊状电极。活性炭双电层电容器研究的重点是在提高活性炭比表面积的同时，控制其孔径分布。碳纳米管是日本NEC公司于1991年发现的一种新型纳米碳材料，目前碳纳米管超级电容器的研究方向是在提高碳纳米管比表面积的同时降低其制备成本。炭凝胶是一种比表面积大、中孔发达、导电性良好、电化学性能稳定的纳米级中孔炭材料，目前，炭凝胶双电层电容器研究的方向是控制反应条件，在制备具有特定孔结构的炭凝胶的同时寻找可以代替超临界干燥的其他干

13

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

燥方法。

图5-3 超级电容器结构

图5-4 超级电容器结构

本项目产品为基于活性炭材料的400—2000F以上电动汽车用大型混合超级电容器，其工艺流程为：配料→混浆→制电极→裁片→组装→注液→活化→检测→包装。

14

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

配料 混浆 制电极 裁片 组装 检测 检测 图5-5 项目工艺流程图

活化 注液 4.2 设备选型

项目主要设备介绍

HCQ-1350mm电脑定长裁片机技术参数 1．适用材料：PET\\PP\\PS\\ABS；

2．片材使用厚度：PP 0.15～3mm；PET 0.15～2mm 3．框架：选用方型钢与厚臂板定位组合而成； 4．裁片精度：±0.3mm； 5．裁切最高频率：40次/分钟； 6．裁片线速度：20米/分钟； 7．伺服电机功率：4.8NM； 8．液压站电机功率：5HP；

9．控制形式：应用台湾台达人机界面指令台湾永宏PLC通过伺服控制器精确送片、液压系统裁断；

10．选用台湾台达伺服电机及控制系统通过气缸压合胶辊引取片材； 11．应用日本内密控1024线旋转编码器缓冲张力片材； 12．选用液压缸切割片材； 13．选用法国施耐德接触器

14．主要液压元件均选用台湾或合资产品； 15．刀具材料：W18CrV2合金刃口； 16．重量：约500kg；

17．使用电网：三相四线制，380V/50Hz；

18．外形尺寸（长×宽×高）：1480×1200×1600mm；

19． 特点：结构紧凑、裁切精确、操作安全方便、外形美观、符合人机工学。

15

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

图5-6 定长裁片机

超级电容活性炭煅烧炉

设备特点：1，炉膛缓慢转动（转速可调），物料在炉内翻滚，所以受热较均匀，无生烧，夹生烧，过烧现象。 2，环形加热（圆周加热）方式，加热元件镶嵌在耐火材料内部，耐火材料采用真空浇铸成型且密度极低。所以设备热效率高。电耗较低。 3，采用整体炉膛，拥有动静密封专利，所以保护气体的进气量低。 4，通入惰性气体后，用氧含量分析仪器测试的结果是，氧气含量低于1个PPM。 5，采用PID控制，可对电炉的升温，恒温进行精确控制。

16

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

图5-7 超级电容活性炭煅烧炉

除了上述设备外，还有活性炭生产所需的制砂机等骨料加工设备。为减少环境污染，项目电解液为丙烯碳酸脂外购。

经估算，项目所需的各种设备共800多套，总计41527.85万元。项目需采购无形资产主要包括生产管理系统平台、电容器生产技术专利等，总计需要1628.00万元。

17

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

五、项目工程建设

5.1 项目建设地址

项目建设地址： （略）

5.2 项目总图及工程造价

项目需新征地1000亩，建筑占地36000平米，建筑面积548000平米，其中生产建筑384000平米，辅助用房及其他164000平米。

18

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

图 6-2 电动汽车用超级电容器厂区总平面图

19

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

经估算，项目建筑工程造价25738.47万元，安装工程造价（含设备及软件安装费）11622.62万元，建筑工程其他费用2415.51万元。

5.3 其他辅助工程

1、给排水工程

项目供水由自建水厂提供。生活用水每年1200吨，生产相关用水2400吨，其中新水总计3600吨，按照4.0/吨元（含污水处理费及相关物业费）计算纳入其他管理费。水质符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB3749-85)水质要求，水量和水压满足生产、生活、消防要求。

项目排水采用雨、污分流制，场内设有化粪池、雨水收集、废水净化设施，生产、生产污水经厂区各自排水管道排放至净化设施，经处理达到标准后经加压后用于整个厂区的道路、绿化浇洒用水和生活卫生器具用水，食堂污水经隔油器处理后直接排入厂区生活污水系统。

2、供电工程

项目供电由自建电厂提供，供电要求为：电压为380V和220V两种，频率50HZ，普通10KV线路接入即可。预计项目年用电量5174.20万度，按照1.0元/度（含相关物业费）计算相关费用。供电从电厂向厂区和生活采用双回路供电，电缆截面均为YJV22—8.7/10—3×70mm2，直埋地敷设。低压配电系统采用放射式或放射树干混合式，相邻两变压器间设联路线、形成环形供电，提高供电可靠性。动力用电电压为380V，照明用电电压为220V；厂区接入线路电压等级为10KV，均设有配电站。全部用电装机容量为17500KVA，年用电量1174.20万度。

3、采暖动力等工程

项目采暖由市政管网提供，主要保持厂房温度和生活区相关需求。 4、通风工程

各厂房全面通风换气，为保证空气的清洁度，厂房内需微正压，送风设备采用组合式空气处理机组，机组安装于厂房中部空调平台上。送风方式采用散流器顶部送风，夏季，春秋季送室外新鲜空气，冬季室外空气经过加热后送至厂房内,送风机组包括：新风初效过滤段，风机段，中间段，加热段，中间段，加湿段，消声段，出风段等。

20

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

5、防尘设计

本项目的防尘工作应坚持“预防为主、防治结合、源头控制、过程可控、综合治理”的原则；建设项目中产生尘毒危害的生产过程和设备必须设置防尘防毒设施，防尘防毒设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用；作业场所尘、毒有害物质浓度必须符合GBZ2.1工业场所有害因素职业接触限值化学有害因素要求。对生产工艺进行危害辨识，在设计、竣工验收等关键环节提出防尘防毒的基本要求。特别从厂房的选址、布局、建(构)筑物方面、生产过程提出防尘防毒工程技术措施的要求；涉及材料储存与运输、工艺与设备、操作、有毒废物处置，通风净化系统，个人防护和强化管理等方面提出明确的要求；同时，要求通过绩效监测，随时监测现场动态变化来达到保护工人健康的目的。

21

青海省投资集团有限公司 年产1500万个电动汽车用大型混合超级电容器生产基地可行性报告

六、项目的招标方案

项目招标主要针对生产设备进行招标，办公设备及价格低于10万元的通用工具从市场采购。招标日期定于项目资金到位后15日，主要采取邀请招标模式。

22

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sq62.html