锂电池干燥间

 锂电池干燥房 新能源干燥间防止水分对锂电池的影响,锂电池生产线就要放于干燥房内。干燥房是利用除湿机把房间里的空气湿度降低到一定需求范围内的房间。锂电池干燥房是指专用于生产锂电池的湿度相对非常低的房间。

 锂电池材料中的水分含量是电芯中水分的主要来源之一,而且环境湿度越大,电池材料越容易吸收空气中的水分。反之,环境湿度控制越好,电池材料吸收空气中水分的能力越有限。目前有一种锂电池生产车间的建议湿度控制阶梯为(仅供参考,湿度控制根据各电池企业实际情况来进行操作):

    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)

  即使按照以上湿度梯度控制,也需要控制工序的停留时间。

  锂电池干燥房就是在锂电池生产线环境里控制好环境的湿度。

除湿工艺及干燥房工作原理
一、除湿方法及分类

二、转轮除湿机的优点;

1. 除湿量大,效率高  转轮除湿机可容易地使处理后的空气达到-10~-60ºC的低温露点,

     锂电池生产车间而言,正负极涂布车间、配料、制片、激光焊接间、装配间等,温度要求为25℃±2,相对湿度RH≤10%-30%;锂电池烘烤、负极涂布车间等,温度要求为23±2,相对湿度≤1%或2%,注液车间(或者是手套箱)对制造环境的要求非常高,都需要较低的湿度环境,通常要求露点Td≤-40℃(25℃,相对湿度RH≤0.6%),转轮除湿机性能卓越,可以做到出口-65℃的露点,完全能满足锂电池生产车间的露点要求,而且由于捷瑞进口的转轮具有四重安全保护措施,让用户避免工厂突然断电带来的风险。

三、干燥转轮工作原理;

1. 主体结构为一不断转动的蜂窝状干燥转轮,由特殊复合耐热材料制成的波纹状介质所构成,波纹状介质中载有吸湿剂。

2. 吸湿剂为氯化锂、高效硅胶和分子筛等,是在氯化锂改性和合成工艺中添加高吸附交联网络状结构的亲水性高分子添加剂制成,解决了长期运转后吸湿介质性能的衰退问题,常规除湿时最大除湿量能到8g/kg,深度除湿可以处理到-70ºC的超低温露点,绝对湿度0.01g/Kg以下,相对湿度低于2%以下。

3. 除湿转轮两侧,由具有高度密封性能的材料制成的隔板分为两个扇形区,一个为处理湿空气端的270º扇形区域,另一个为再生空气端的90º扇形区域。再生空气自动控制在110ºC~130ºC之间,如下图所示:

转轮

四、锂电池干燥房 新能源干燥间干燥房工作原理;

干燥房由保温、防静电房,IDS(Integrated Dehumidification System)和制冷机组(Condenser)三部分组成,房和IDS放于二楼,Condenser放于天台,实现联动自动控制。如图所示;Condenser由一台1#30匹和一台2#10匹的制冷压缩机组成,将液态R22送到IDS的蒸发器里蒸发制冷再回到压缩机,如此循环往复。

IDS由Make up air蒸发器将2100CFM新风制冷到45ºF,冷凝出大部分水,再与900CFM回风混合进入Return air蒸发器,再制冷到55ºF进入干燥转轮,其中1000CFM的风经加热器加热到110~130ºC,再经90º扇形再生活化区将转轮吸收的水分带走排到室外,

《锂电除湿工艺及干燥房工作原理》另外2000CFM的风经270º除湿区除湿,再经Supply air蒸发器制冷,将温度控制在15~21ºC送入干燥房,经一定时间的连续制冷、干燥除湿,就可将干燥房内的湿度降到2%以下。

整个系统受下列因素影响;

1. 外界环境温湿度的影响,在夏季,外界新风为高温高湿的空气,要求Make up air蒸发器提供大的制冷量,1#压缩机将全载运行,而外界的高温,又影响风冷式制冷机将高温高压的气态氟立昂快速地冷却成液态,极易造成系统高压保护跳闸。白天和晚上、雨天和晴天、季节的变化等都有很大的影响。

2. 干燥房内空气的平衡

3. 干燥房内人员的控制和加热设备的控制
4. 再生空气的温度控制
5. 干燥房内的化学物质的使用可能影响干燥转轮的效能。

五、测试数据如图;

六、改进运行方案

现在的干燥房运行控制是;

生产时满负荷运行,节假日停机。停机的目的是节约能源,可从测试的结果来看,干燥房停机后,其相对湿度在十分钟内就会大于2%,根本无法保证工艺的要求,且物料的干燥时间远大于吸湿时间,在放假后,物料重新高温干燥或真空干燥在短时间内不可能彻底干燥,也就出现了每周一的产品有质量问题。

改进的运行方案是;

 在节假日干燥房不停机,将进风门和抽风机关闭,干燥房消耗的能量70%用来处理新风所带来的水份,通过改控制方式,可关闭1#30匹的压缩机,如干燥房在节假日的温度可控制在45度左右,则可关闭2#10匹的压缩机,就只剩下风机、干燥转轮和再生加热器工作,减少回风量,则即降低能源消耗,又可持续除湿保证干燥房的相对湿度。

洁净干燥房工程部分:该部分包含厂区内板房部分,风管部分,钢架吊顶部分,地面处理部分,照明部分,动力电缆铺设部分(电缆线甲供)。

板房部分含:彩钢板吊顶或可选手工岩棉玻镁板(A级防火,可承重);彩钢板立墙或可选机制岩棉板(A级防火),门采用钢制一体门(带观察窗),窗采用双层中空玻璃。

地面部分:不锈钢地面/PVC地面/环氧自流平地面。

照明部分:湿度控制区域设计照度为400LX,采用LED净化照明灯;不吊顶区域采用圆形天棚工矿灯;

钢架吊顶部分:本次钢结构厂房内设计钢架作为吊顶板,风管,工艺管道,电缆等的承重结构;采用H型钢,方钢制作。

整体效果图.png

 干燥房可容2-3人同时工作,提供2100CFM的新风,现在一般只有1、2个人,可减少新风量和抽气量,以节约能源,又能保证必需的新风量。

 

上一个:

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