鋰電池因其在汽車、手機(jī)、筆記本電腦及電動(dòng)工具等領(lǐng)域的廣應(yīng)用，目前國內(nèi)企業(yè)紛紛投資建設(shè)鋰電池廠房。伴隨著鋰電池產(chǎn)量的蓬勃增長，鋰電池的重要內(nèi)部組成部分鋰電池隔膜（又稱鋰膜）的需求日益增加。鋰膜的生產(chǎn)對(duì)于生產(chǎn)過程中環(huán)境要求很高，需要潔凈的生產(chǎn)車間，本文介紹鋰膜生產(chǎn)過程中環(huán)境控制的要點(diǎn)及相應(yīng)對(duì)策，以供國內(nèi)廠家一個(gè)參考。

一、鋰膜車間工藝布局及各功能區(qū)要求

鋰電池的生產(chǎn)對(duì)濕度要求很高。鋰膜作為鋰電池重要部件，在電池的充放電過程中讓電解質(zhì)離子來回穿梭，起到隔離正負(fù)極，防止短路的作用。目前*上流行的鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)分為干法和濕法兩種工藝。鋰膜車間對(duì)于潔凈度的要求并沒有半導(dǎo)體車間高，相對(duì)濕度只有涂布車間要求低于30%，也沒有鋰電池車間嚴(yán)格。但鋰膜車間的空調(diào)系統(tǒng)具有自己的特點(diǎn)：

1.鋰膜車間凈高度很高，超出《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的范圍。規(guī)范中對(duì)潔凈室風(fēng)量計(jì)算的前提是潔凈室高度小于4米，但鋰膜車間的高度*高達(dá)到10米。如何設(shè)計(jì)高大空間的凈化空調(diào)以保障生產(chǎn)所需的潔凈度是鋰膜車間凈化空調(diào)的一個(gè)特點(diǎn)。

2.萃取車間相對(duì)濕度要求低于30%，一般空調(diào)系統(tǒng)常用的冷卻除濕方式很難達(dá)到要求。需要配備相應(yīng)的除濕設(shè)備。否則不能滿足工藝生產(chǎn)需求，會(huì)影響鋰膜的性能，進(jìn)而影響鋰電池的電量和安全性。

二、鋰膜車間空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)策

1.高大空間的凈化空調(diào)設(shè)計(jì)

假如車間面積396平方，吊頂高度10米，如果按照《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》要求的換氣次數(shù)計(jì)算潔凈風(fēng)量，為使整個(gè)空間達(dá)到凈化要求的凈化風(fēng)量會(huì)非常*，*然帶來初投資的增加和能源的浪費(fèi)。分析該車間的特點(diǎn)：上部主要為凈化行車，下部2米區(qū)域?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備。通過與業(yè)主工藝工程師的溝通，確認(rèn)只有下部的生產(chǎn)區(qū)域才有環(huán)境凈化和溫濕度的要求，但上部行車區(qū)域的塵埃不能影響下部生產(chǎn)區(qū)域。

民用空調(diào)領(lǐng)域有一種高大空間的分層空調(diào)設(shè)計(jì)方式，我們把這種設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到高大空間的凈化空調(diào)設(shè)計(jì)中來。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路是4米以下的區(qū)域按照凈化等級(jí)控制對(duì)應(yīng)的粉塵數(shù)量來計(jì)算凈化風(fēng)量，上部區(qū)域因?yàn)橛行熊嚨漠a(chǎn)塵及各種表面的產(chǎn)塵，為了不影響下部區(qū)域的凈化環(huán)境，適當(dāng)考慮增加回風(fēng)以去除該區(qū)域的塵埃，達(dá)到業(yè)主工藝的使用要求。

以萃取車間為例，計(jì)算循環(huán)風(fēng)量：

潔凈風(fēng)量簡易計(jì)算公式：M=V*N

其中M：潔凈循環(huán)風(fēng)量m3/h；

V：車間體積m3；

N：換氣次數(shù)。

通過計(jì)算所需的循環(huán)風(fēng)量為59400m3/h。但按照分層空調(diào)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行計(jì)算所需的循環(huán)風(fēng)量為23760m3/h。從風(fēng)量可以看出采用凈化分層空調(diào)系統(tǒng)比使用傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的總送風(fēng)量大為減少?？吹皆摲桨笌韮?yōu)化的同時(shí)，還要保障車間凈化的效果，這時(shí)就要通過氣流組織設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)*終效果。由于分層設(shè)計(jì)需要采用側(cè)面送風(fēng)的形式，就要求潔凈區(qū)送風(fēng)氣流能夠均勻擴(kuò)散并減少渦流和短路現(xiàn)象。

萃取車間要求的凈化等級(jí)為8級(jí)，我們?cè)诟魤?米高處設(shè)置送風(fēng)口對(duì)吹，下側(cè)距離地面10厘米處均勻布置回風(fēng)口，保障送入車間4米以下空間的風(fēng)量滿足去除塵埃的同時(shí)又有相對(duì)均勻穩(wěn)定的氣流。在車間隔墻上部接近吊頂處設(shè)置條形回風(fēng)口，對(duì)上部區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)以便能迅速帶走塵埃。這樣不僅能降低循環(huán)風(fēng)量，節(jié)省能源，還避免了行車對(duì)車間氣流的影響，達(dá)到更好的使用要求。車間施工完成后進(jìn)行了潔凈測試，結(jié)果顯示各測試點(diǎn)的潔凈度均達(dá)標(biāo)。

高大空間的凈化空調(diào)分層設(shè)計(jì)不僅能夠解決生產(chǎn)工藝的凈化要求，同時(shí)*的減少了凈化系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)量，這不僅僅是投資方初始工程造價(jià)的減少，后期運(yùn)行費(fèi)用的降低才是本方案*大的貢獻(xiàn)。

2.除濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由表一可以看出涂布車間的濕度要求相對(duì)較高，按普通凈化空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)工藝的濕度要求，故需要改變普通凈化空調(diào)機(jī)組中的除濕方式，增加除濕能力更強(qiáng)的設(shè)備，以保障生產(chǎn)工藝的濕度要求。

常見的除濕方式主要有四種：

（1）冷卻除濕。潮濕空氣通過熱交換器時(shí)空氣中的水分冷凝成水珠，從而使潮濕空氣變成干燥的空氣。它的原理是空氣受外部作用冷卻至露點(diǎn)溫度以下時(shí)會(huì)凝結(jié)，產(chǎn)生冷凝水。一般廠房空調(diào)冷源供回水溫度通常為7-12度，即使降低冷源供回水溫度，熱交換器也會(huì)因?yàn)楸砻娼Y(jié)露而導(dǎo)致除濕能力降低，能耗增加。所以冷卻除濕方式一般用于露點(diǎn)*低8-10度的無苛刻濕度要求的場所。

（2）壓縮除濕?？諝饨?jīng)過壓縮后再冷卻，使得空氣產(chǎn)生凝結(jié)水。將凝結(jié)的水去除后再加熱即可獲得低濕度的空氣。該方式適用于風(fēng)量小的場合，但將空氣壓縮的費(fèi)用較貴，故不適用于工業(yè)廠房的大風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。

（3）固體吸附式除濕。使用固體吸附劑作為吸附材料，空氣經(jīng)過吸附材料表面時(shí)，空氣中的水分因毛細(xì)管作用而吸附于表面，達(dá)到除濕的效果。常見的吸附材料如矽膠、分于篩、活性氣化鋁、沸石等。

（4）液體吸收式除濕。使用氯化鋰溶液為吸收劑，由除濕器、*器及循環(huán)泵構(gòu)成主要系統(tǒng)，當(dāng)空氣在除濕器內(nèi)與噴撒的吸收液接觸時(shí)，空氣中的水分被溶液吸收而除濕。該種除濕方式設(shè)備昂貴，維護(hù)費(fèi)用較高。

涂布車間我們選用的是轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī)組。它是以固態(tài)吸附為原理，目前在工程行業(yè)低濕度要求的場所中得到了初步應(yīng)用，轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī)不受露點(diǎn)影響，且除濕量大，特別適用于低溫低濕條件下應(yīng)用，但由于*耗熱量大，使這類除濕機(jī)能耗偏高。

新風(fēng)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組的*個(gè)預(yù)冷段處理后與涂布車間的回風(fēng)混合并進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，混合空氣中的多余水分會(huì)被轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)內(nèi)的吸附材料所吸收，而達(dá)到車間生產(chǎn)工藝的濕度要求，*后通過冷卻盤管進(jìn)行調(diào)溫，處理到送風(fēng)溫度后送到車間內(nèi)。當(dāng)除濕區(qū)的轉(zhuǎn)輪吸附空氣中水分達(dá)到飽和時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入*區(qū)，進(jìn)行高溫*，*完成后又可以轉(zhuǎn)入除濕區(qū)進(jìn)行除濕工作。整個(gè)涂布車間的除濕設(shè)計(jì)就是這樣一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程。

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