锂电池因其在汽车、手机、笔记本电脑及电动工具等领域的广泛应用,近3年这个行业迎来了蓬勃的发展,目前国内企业纷纷投资建设理电池厂房,伴随着锂电池产量的井喷式增长,锂电池的重要内部组成部分锂电池隔膜(又称锂膜)的需求日益增加。通过对锂膜生产车间设计的总结,简单介绍锂膜生产过程中环境控制的要点及相应对策。
锂膜车间工艺布局及各功能区要求
锂电池的生产对湿度要求很高。锂膜作为锂电池重要部件,在电池的充放电过程中让电解质离子来回穿梭,起到隔离正负极,防止短路的作用。主要生产区域温度、湿度和环境要求如下图所示。
主要生产车间要求表
从上表可以看出锂膜车间对于洁净度的要求并没有半导体车间高,相对湿度只有涂布车间要求低于30%,没有锂电池车间严格。但锂膜车间的空调系统具有自己的特点:
1.锂膜车间净高度很高,超出《洁净厂房设计规范》的范围,规范中对洁净室风量计算的前提是洁净室高度小干4米,但锂膜车间的高度最高达到10米,如何设计高大空间的净化空调以保证生产所重的洁净度是锂膜车间净化空调的一个特点。
2.涂布车间相对湿度要求低于30%,一般空调系统常用的冷却除湿方式很难达到要求。需要配备相应的除湿设备。否则不能满足工艺生产需求,会影响锂膜的性能,进而影响锂电池的电量和安全性。
高大空间的净化空调设计
萃取车间吊顶高度10米,如果按照《洁净厂房设计规范》要求的换气次数计算洁净风量,为使整个空间达到净化要求的净化风量会非常巨天,必然带来初投资的增加和能源的浪费。采用分层空调设计方式,运用到高大空间的净化空调设计中来。4米以下的区域按照净化等级控制对应的粉尘数最来计算净化风量,上部区域因为有行车的产个及各种表面的产生,为了不影响局部区域的净化环境,适当考虑增加回风以去除该区域的尘埃,达到工艺的使用要求。高大空间的净化空调分层设计不仅能够解决生产工艺的净化要求,同时极大的减少了净化系统的循环风量,这不仅仅是投资方初始工程造价的减少,后期运行费用的降低才是本方案最大的贡献。
除湿空调系统的设计
锂膜生产中涂布车间的湿度要求相对较高,按普通净化空调进行设计已经不能满足生产工艺的湿度要求,故需要改变普通净化空调机细中的除湿方式,增加除湿能力更强的设备,以保证生产工艺的湿度要求。