浅谈锂电池厂房的环境控制

浅谈锂电池厂房的环境控制

摘要：根据锂电池生产的特性，大气环境中的水分、浮土、尘埃等都会妨碍锂

电池的生产。在锂电池的制造过程中，锂电池里原材料中一旦有空气中的水分进入，就会影响锂电池的安全，严重地一般会引起锂电池鼓包甚至爆炸；而大气环

境中的浮土、尘埃则会引起锂电池的短路。所以在锂电池的生产过程中需要严格

有效控制空气中的水分、浮尘埃、颗粒。故锂电池厂房建设最关键的一环节就是

有效的进行除湿净化对锂电池的生产环境。伴随着国家对锂电池行业的支持以及

众多锂电池公司的投资新建和扩产，随着消费者对锂电池安全性的要求不断提高，国内各大锂电池公司对生产车间的环境控制要求也相应越来越高。

关键词：定义；低露点；除湿净化；吸附转轮除湿；节能减耗；成本控制

引言

做好锂电池厂房的环境控制需要做的有很多，涉及面也很广，而我这次要讨

论是其中的几个重点：除湿净化、除湿的方法、如何节能减耗和成本控制等，也

通过我以往接触的实际项目案例来阐述和分析以上几个问题，希望能对银行的锂

电池厂房建设和生产中的环境控制作出一些参考意义。

一、锂电池厂房的环境特点

锂电池材料最害怕的是的空气中的水分、浮尘埃、颗粒，其中影响和危害最

大的是水分，因此锂电池生产设备和生产线必须要置于低湿度洁净室内。而目前

国内通用的降低湿度的方法就是利用除湿机把生产车间里的空气湿度降低到生产

所需的低湿度范围内。锂电池的制造过程中，锂电池里原材料中一旦有空气中的

水分进入，就会影响锂电池的安全，严重地一般会引起锂电池鼓包甚至爆炸；而

大气环境中的浮土、尘埃则会引起锂电池的短路。

二、环境控制的关键-除湿净化

目前按原材料和生产的安全性、经济性等考虑：锂电池生产车间的湿度控制

梯段一般建议为（具体湿度控制会有少许差异，应根据各电池企业实际情况来进

行操作），同时除湿循环运作也需要控制工序的停留时间：相对湿度≦30%车间（如搅拌、涂布机头、机尾等）；相对湿度≦20%车间（如辊压、制片、烘烤等）；相对湿度≦10%车间（如叠片、卷绕、装配等），露点温度≦-45℃车间

（如电芯烘烤、注液、封口等）。

因为锂电池生产设备一般较大、产线也较长，导致生产车间也相应的空间较

大从而制冷负荷大，除湿机组设计选型以及就位地点选择是必须要综合计算全空

间内的总湿度（水分）和冷负荷，同时考虑到节能减排的需求，站房内应该统一

设置冷水机组、泵和换热装置等设备，并且为后期可能的扩产扩建预留管路和阀门，再通过冷冻水管分区输送冷源。

还有锂电池生产厂间的洁净室与其它行业的洁净室最大的不同点就是对生产

环境中湿度控制要求较高（温度要求低露点），因此空调机组都必须带有除湿段，除湿空调机组是降低环境露点的关键设备；目前在锂电池的生产制造过程中，锂

电池生产厂间的洁净室内部空气所要求-35℃至-40℃范围内的露点温度是较难控

制稳定住的。况且要生产就肯定生产员，而且电池行业产线又较长会导致大量的

工作人员一直在电池生产线上体力操作，这时候生产人员也肯定散发出比平时更

多湿气，该部分湿气多多少少肯定会从洁净服中漏出，因此该部分湿气则必须要

及时吹扫干净，所以就会对除湿机组性能要求更高：一般电池行业肯定都选择稳

定性好（能够连续运转）和除湿量大的机组，最好能产生在-50℃~ -60℃露点（精

确控制）范围的气体对洁净室内进行连续吹扫让湿度、温度和洁净度都能符合生

产要求。

而其中最关键的生产环境所需的底露点影响因素有很多：

（1）除湿能力：除湿能力的大小和稳定性是控制生产环境露点的决定性因素，除湿机组长时间的良好运行对整个车间的湿度控制起着决定性的因素。除湿机组

在长时间工作后，对除湿机组的维护和保养也十分重要：满足生产期和待产期，

都要根据实际的情况和设备保养手册，维护和保养好生产设备，也避免长时间加

热工作，对机组的各个功能段（初效过滤、中效过滤、除湿段、表冷段和进出风口）进行清洁，机组操作人员应该根据实际要求设定适当的湿度，减少机组繁亢

的启、停机等，合理发挥除湿机最大的功效。

（2）洁净风管和维档结构：考虑到密封性一般除湿机组回风管采用不锈钢风管，送风管采用镀锌铁皮，同时风管的安装非常重要：连接处要密封完好防止漏风，维档结构的良好密封（一般采用打中性胶）也是保证除湿效果的前提。

（3）操作人员：因为操作人员的水分蒸发将直接影响生产车间空气含水分率，所以凡是进入生产车间的人员必须穿着密封性良好的洁净服，也必须控制出入车

间操作人员的数量和次数。

（4）外界自然环境：外部自然环境引起的空气湿度和温度变化将直接增加除湿空调机组转轮段和表冷段的运行负荷，因此在必要的时候可以对新风（新鲜空气）进行预处理到一定值后再进入除湿机组内，以减少外界自然环境变化所带来

的温湿度变化。

（5）生产车间管理：尽量减少室内和室外的空气交换，也减少其他水分影响室内环境干燥度，稳定保持住房间露点。在环境控制方式的选择也得考虑到节能

节排、减小设备的占地尺寸以及降低直接成本和运行成本，再结合现场的实际情

况统筹考虑，以兼顾二者之间的平衡。

三、除湿净化的方式及选择

常用的除湿方式及适宜范围

（1）转轮（吸附式）除湿：在运行除湿系统过程中，除湿机启动后利用

电动马达带动吸附式转轮在固定轴线上缓缓运行进行转圈，转轮在运动张吸收由

前段进入机组空气中的水分达到给空气脱水的效果，一旦转轮扇片中的水分吸附

到饱和状态后，再通过除湿机组的再生排热段利用高温气体进行脱水再生恢复到

干燥状态，然后再次重复以上的运行，最后经过干燥达到生产要求空气再经表冷

段进行温度调节后送入生产车间内，这就是所谓的温湿度控制（高精度）。目前

过年常用转轮结构的为分子筛+硅胶结构和材料转轮式金属硅酸盐干燥剂吸附体：该结构和材料可以大量的处理水分和及时的处理温度调节，尤其是在一些特殊外

界或生产环境工况下可实现-50℃至-70℃的超低空气露点。

（2）固体（吸附式）除湿：利用除湿剂上的毛细管（带有吸附力）将水

分吸附在固体吸湿剂上达到除湿效果。该除湿方法一般可以小幅度地降低露点，

缺点是当处理较大水分时需要较大的吸附面积，导致设备也随之变大，就位和安

装较为不便同时造价也相应的很高。

（3）空气压缩除湿：空气进入空气压缩机后对空气进行降温压缩，分离

出空气中所含的水分，缺点是设备很大，运行成本很高，噪声大。

（4）液体吸收式除湿：采用氮化锂溶液喷雾吸收水分然后沉降。除湿沉

降后的空气露点可降至0℃左右，缺点：需要较多液体较大，设备很难稳定运行，而且必须更换吸收液。