锂电池无尘车间中露点影响及除湿处理

    锂电池生产过程中封口、注液工序操作的电芯、壳体均已通过干燥处理，因此对车间内空气送水分及其敏感，一旦房间内空气中水分含量过高被电池吸收，会造成电池鼓胀、漏液等诸多问题，因此对锂电池封口、注液工序进行有效的环境控制是锂电池生产过程中非常重要的环节。

1 锂电池生产过程中封口、注液工艺流程

（1）电池封口。电池封口是指将经过烘干处理过的电芯放入电池外壳（pp外壳）内，通过封口设备将电池壳四周热熔密封，安装极柱螺母并切除电池热熔溢料后，重新入炉烘干。

（2）电池注液。将烘干后的电池转运到手套箱或自动注液机内添加电解液，注液后电池为成品电池，转化成车间化成。

由上述工艺可以看出，电池干燥间和电池注液手套箱内是电池与外界接触的地方，该工位环境控制应非常严格，以保证锂电池正常生产要求，由于正常电池锂电池生产要求水分含量低于200ppm，因此电芯房间内露点要求高于﹣42℃。

2 封注车间厂房布局及各功能区要求

电池干燥间、自动注液机内露点要求非常高，普通空调系统无法满足低露点环境，因此需增加相应的除湿设备以满足当前的使用需求。考虑到人员对环境露点影响，各干燥区域也对人数有严格限制。

3 除湿设备选型及计算

3.1常用的除湿方式及适宜范围

（1）冷却除湿。将空气冷却至露点以下，再出去冷凝后的水分，在露点10℃为以上的场合有效。

（2）压缩除湿。对潮湿空气进行压缩、冷却，分离其水分。在风量小的场合有效，当不适宜于大风量。

（3）固体吸附式除湿。采用毛细管作用将水分吸附在固体稀湿剂上。可降低露点，但吸附面积大时设备也随之变大。

（4）液体吸收式除湿。采用氮化锂水溶液的喷雾吸收水分。露点可降至0℃左右，但设备较大，而且必须更换吸收液。

（5）吸附转轮除湿。将浸渍吸湿剂的薄板加工成蜂窝状转轮，进行通风，其除湿结构简单，经过特殊组配露点可达﹣70℃以下。

3.2 除湿机工作组成及原理

要达到上述湿度要求，只能采取吸附二级转轮除湿机才能满足使用要求，考虑到现场不同区域露点控制，现场采用两台除湿机以满足使用要求，其中一台除湿机用于露点﹣30℃区域控制，另一台用于控制﹣45℃、﹣60℃区域控制。

新风经前表冷处理后，进入第一季转轮处理区域，空气中的水分子被轮转内的吸湿剂吸收，干燥后的空气通过中表冷器再进入第二级转轮，再次干燥后的空气通过后表冷器（后加热）调整至所要求的温度，送入工作场所。如此不断循环，最终达到控湿控温的要求。

各功能段的作用：转轮是将混合风的湿度处理到所要求的极端工作湿度，使干空气成为所需的湿度要求；后表冷段或后加热段，则是将干空气温度调整至工作场所要求的温度点。

轮转在处理空气区域内的扇面吸收了水分子，变成饱和状态。将自动转到再生区域，进行高温再生处理，使准轮恢复除湿能力。

4 对房间露点影响因素分析

电池在生产过程中，影响环境露点的因素很多，在前面方案设计中有所提及，先将其总结分类，主要分为以下几个方面。

（1）除湿机组。除湿机组是影响环境露点的核心因素，在设计满足使用要求的条件下，，做好设备的维护和保养，定期清洁设备的初效、中效过滤，设定合理的湿度，避免压缩机频繁的开机和停机，避免长时间加热工作等，都发发挥除湿机最大的功效。

（2）洁净厂房。风管的安装非常重要，做好房间和管路密封是保证除湿效果的前提。

（3）操作人员。操作人员的数量直接影响房间露点，尽量控制人员进入，进入洁净厂房必须穿着防护服。

（4）外界环境。外界环境变化直接增加除湿机转轮的负荷，应尽量将除湿机新风接到室内有温控区域，以减少外界环境变化引起的波动。

（5）现场管理。尽量减少开关门次数，同事减少其他湿源进入洁净服，有利于保持房间露点稳定。

通过此次新生产线封注车间厂房除湿设计，总结出一套关于低露点洁净厂房环境设计的思路和方法，由于电池生产环境要求极为苛刻，因此任何一部分设计、施工出现偏差，都会给整个系统带来难以估量的损失。同时，考虑到节能、减少设备外形尺寸以及降低成本，更要结合现场生产工艺通盘考虑，以兼顾二者之间的平衡，为后期生产线间恶化提供有益的帮助。