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锂电池洁净室环境除湿系统设计装修控制要素与方案

发布时间:2022-03-05
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一、含义

       “锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材 料、使用非水电解质溶液的电池。

二、锂电池分类

       分为锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。本篇文章,合景净化工程公司说的锂电池就是锂离子电池。目前市场上负极区别不大,应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有磷酸铁锂(LiFePO4)和三元材料等。

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三、锂电池主要生产工序(方形磷酸铁锂锂电池)

       主要工序有合浆、涂布、辊压、分条、模切、卷绕、装配、干燥、一次注液、化成、二次注液、激光封孔、检漏、贴膜、静置、定容、分选、模块组装、pack 组装等。

四、锂电池洁净车间(研究实验室)环境的控制要素

       水分是锂离子电池生产过程中需要严格控制的关键因素。水分对锂离子电池首次放电容量、内阻、循环性能、厚度各方面性能影响较大。水分含量高时,电池的放电容量会降低,内阻变大,循环衰减严重,电池的厚度也会增加。因此,为保障电池的性能,在电池生产过程中的各个环节都需要严格控制水分。

五、锂电池生产车间对于空调系统的湿度需求分类

       1)普通湿度需求空调房间,如负极涂布间等房间,其湿度控制需求为≤60%,该需求可通过冷却除湿实现。

       2)低湿需求空调房间,如正极辊压间、正极分条间、正极模切间以及正极二分间等房间,其湿度控制需求为≤20%,以及正极涂布间、负极辊压间、负极分条间、负极模切间以及负极二分间等房间,其湿度控制需求为≤45%,该需求通过冷却除湿很难实现,因此往往通过转轮除湿机组处理后来满足使用需求,机组中设置一级转轮。

       3)低露点湿度需求空调房间,如干燥间、化成间以及注液间等房间,其湿度控制需求为露点≤-50℃,甚至更高,该需求现有的一级转轮除湿机组很难满足工艺需求,工程中一般设置两级转轮除湿段对房间空气进行处理,以满足使用需求。

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六、常用的两种除湿方式

1、冷却除湿(受空气露点影响)

       冷却除湿在高温高湿的环境且对湿度要求不是很严格的条件下,效果还是比较好,但在除湿量比较大且环境温度比较低的环境中,湿度和温度要求比较高的地方,采用冷却除湿就很难达到所控制的湿度要求,并会出现冷凝结露现象且能耗也比较大。

2、转轮除湿(不受空气露点影响)(常用)

       转轮除湿将不受空气露点影响,且除湿量大。轮除湿机是利用固体吸湿剂做成的转轮进行旋转除湿的设备。转轮除湿机的核心结构为一不断转动的蜂窝状干燥转轮,它是除湿机吸收水分的最关键的部件,是由含有少许金属钛的特殊玻璃纤维载体和活性硅胶复合而成,其蜂窝状的结构设计,不仅能够极大限度的附着吸湿剂,增加湿空气与吸湿剂相互接触的表面积,提高除湿机的工作效率,而且具有很高的强度,能够很好的适用于各种复杂的工作环境。

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七、一级、二级转轮除湿系统的使用

       1、正极极卷库,该房间温湿度需求为:温度 23℃ ±5℃,相对湿度≤20%,洁净度 ISO 8 级,该房间无工艺排风需求。根据负荷计算,该空调系统总送风量为 22400 m3/h,新风量为 3360 m3/h。根据其工艺需求,本空调系统采用一级转轮除湿机组处理即可满足使用需求。

       2、干燥间,该房间温湿度需求为:温度 23℃±5℃,露点≤-30℃,洁净度 ISO 8 级,无工艺排风。根据负荷计算,该空调系统总送风量为 15940 m3/h,新风量为 4980 m3/h,根据其工艺需求,本空调系统采用一级转轮处理很难满足使用需求或使用一级转轮处理性价比较低,因此该低湿空调系统采用二级转轮除湿机组。

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八、转轮除湿系统的优缺点

       无尘车间转轮除湿系统具有可独立除湿、低湿下仍有良好除湿效果和将空气处理到较低露点的优势。此外,转轮除湿可与常规空调系统复合成转轮除湿空调系统,实现温湿独立控制,避免常规空调系统温湿联控弊端,提高能源利用效率,提升被控空间的空气品质及控制精度等优良性能,转轮除湿空调系统也因此在实际应用中受到极大重视。但是,转轮除湿空调系统结构复杂、运行费用高、除湿过程中空气温升较大及需要对送风进行冷却等限制,而且轮转除湿存在再生过程,不同的再生方式对空调系统运行经济性能有重大影响,采用加热再生则面临着加热热源提供及选择的难题。