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锂电池洁净厂房建设技术要求

近年来,随着新能源电动汽车行业兴起,带动着动力电池生产企业的迅速发展,同时也带动着对锂电池洁净厂房的建设需求。

锂电池生产要在洁净车间,是因为锂电池可以看成是一个化学反应的盒子,里面始终存在动态化学反应平衡。如果在这个反应中有其他杂质势必会打破反应平衡,轻微点的会造成电池内阻大,自放电高等问题。严重的会造成在杂质表面积累晶体,最终刺穿电池隔膜造成正负极的内短路。

  锂电池洁净车间建设要求

  尽管现在新能源电动汽车已经在技术上有了很大的突破,但关于新能源电动汽车自燃的事件依然层出不穷。新能源电动汽车自燃事故多由动力电池热失控造成,引发热失控的原因是多元的。面对不断增加的需求,锂电池应该如何在生产上更好的避免其质量问题的产生呢?

  1.厂房结构

  厂房分自建厂房和租赁厂房,因锂电洁净厂房整体建筑面积大,比较难找到合适的厂房租赁,所以大多数企业会选择自建厂房。

  自建厂房又分为混凝土框架结构及钢结构,各有优劣。混凝土框架结构土建施工周期长,投资预算高,使用年限久,适合做长远发展的大中型企业,钢结构厂房施工周期短,投资预算低,使用年限短,适合需要快速发展的中小型企业。

  无论哪种结构的厂房,都不宜建多层厂房,且均需充分考虑地基承重、设备房大小、消防等。设备房及辅助用房建议统一设置在某一侧或某个集中区域。

  2.空调

  锂电洁净厂房一般厂区面积大,制冷总负荷大,需综合计算全区域的总冷负荷,确定制冷主机冷量及安装位置,考虑节能的需求,制冷主机尽量集中在冷冻站,并充分考虑后期扩建连通预留管路阀门,再通过冷冻水管分区输送冷源,北方地区还应考虑到冬季防冻举措。

  锂电洁净厂房与其它行业的最大不同是对湿度控制要求较高,除湿机组是保障环境露点的核心设备。除湿机组的选择,车间围护的密闭性,风管的密闭性,人员数量,车间的管控都需要综合考虑。除湿机组尽量选择市场知名度较高的品牌,车间隔墙天花要严格施工工艺,采用定制成型的密闭型门窗,风管采用角铁法兰,注液等低湿度区域采用不锈钢风管。空调部分的控制建议采用PLC控制,为便于操作使用整合安装于各空调控制柜上。

  有投资预算的企业还可以采用中央控制,集中管控。

  3.内装

  隔墙布局需综合消防逃生、人流物流通道、生产设备的摆放等多方面因素。生产设备由于生产材料的不同(如三元锂、磷酸铁锂等)及设备自动化程度或厂家的不同,尺寸规格有较大出入。建设单位需在确定产品、生产设备后再结合考虑整体布局,有出入再做调整。由于存在高温和低湿度环境的特殊性,隔墙、天花、门窗的选择都需要注意。高温房一般为单独隔离分区,围护采用岩棉板材质,门体采用防火门。低湿度区域围护采用隔墙岩棉板,天花使用玻镁岩棉板,门体采用成型密闭门,玻璃采用双层真空玻璃窗。

  4.工艺管道

  锂电池生产过程需要冷却水、压缩空气、氮气、排水、排气等。根据设备需求,统计整体用量,确定设备型号及安装位置,根据生产设备布局及需求量布置管道走向。

  气管部分:由于厂区面积大,管路损耗大,应考虑在远端增加储气罐及环管。真空设备及管路部分需要区分电解液区域及普通区域。

  5.消防

  锂材料具有特殊化学性,在满足消防验收要求,节约投资的情况下也需要充分考虑到其危险的防范。

  一般厂房为丙类厂房,消防涵盖排烟、喷淋、报警、应急照明等。注液区、电解液存放区、高温房等危险性较高区域,需单独隔离防火分区,各类设备要考虑防爆及耐腐蚀要求等。

  6.电气

  锂电洁净厂房生产设备及空调等辅助设备较多,用电功率大。电房布置及变压器大小选择需考虑整体用电负荷。供电分区、桥架走向、分级控制等便于后期维护使用及用电安全。


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