鋰電池潔凈廠房設(shè)計與裝修在工藝方面的八大技術(shù)要點

       鋰電池,是由鋰合金或鋰金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池，目前我們使用的手機(jī)、電動車等采用的都是鋰電池，隨著國家新能源電動汽車行業(yè)興起的同時也帶起了動力電池生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，同樣的對于鋰電池潔凈廠房建設(shè)于要求和需求也不斷提高，那么怎樣的才能建設(shè)合格的鋰電池潔凈廠房呢?合景凈化工程公司就新能源鋰電池行業(yè)潔凈室設(shè)計建設(shè)經(jīng)驗分享如下。

一、技術(shù)要求

一、結(jié)構(gòu)

       1．廠房分租賃廠房和自建廠房，眾所周知鋰電池潔凈廠房的整體建筑面積較大，相對來說很難找到合適的廠房租賃，所以大多數(shù)企業(yè)選擇自建廠房。

       2．自建廠房又分鋼結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)，兩者各有優(yōu)劣。鋼結(jié)構(gòu)廠房施工周期短，投資預(yù)算低，使用周期短，適合需要迅速發(fā)展的中小型企業(yè)；混凝土框架結(jié)構(gòu)土建施工周期長，投資預(yù)算高，使用周期長，適合做長遠(yuǎn)發(fā)展的大中型企業(yè)。

       以上不管哪種結(jié)構(gòu)的廠房，都不適合建多層廠房，并且都需要充分考慮地基承重、樓面沉重、廠房消防等級、設(shè)備房大小等。設(shè)備房及輔助用房建議統(tǒng)一設(shè)置在某一側(cè)或某個集中區(qū)域。

二、消防

       由于鋰材料的特殊化學(xué)性，不僅需要滿足消防驗收要求，在節(jié)約投資的情況下還要充分考慮到危險的防范。一般廠房為丙類廠房，消防涵蓋報警、排煙、噴淋、應(yīng)急照明等。電解液存放區(qū)、注液區(qū)、高溫房等危險性較高區(qū)域，需單獨隔離防火分區(qū)，各類設(shè)備考慮防爆及耐腐蝕要求等。

三、內(nèi)裝

       1．由于存在高溫和低濕度環(huán)境的特殊性，天花板、隔墻、門窗的選擇都需要注意。低濕度區(qū)域圍護(hù)采用隔墻巖棉板，天花玻鎂巖棉板，門體采用成型密閉門，玻璃采用雙層真空玻璃窗。高溫房一般為單獨隔離分區(qū)，圍護(hù)采用巖棉板材質(zhì)，門體采用防火門。

       2．地面普通環(huán)氧樹脂地面即可，涂布烤箱段無凈化等級要求，普通固化地面即可，攪拌和輥壓區(qū)域有較多重型設(shè)備，可以考慮不銹鋼花紋板地面。

       3．隔墻布局需綜合人流物流通道、消防逃生、生產(chǎn)設(shè)備的擺放等多方面因素。建設(shè)單位需在確定產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備后再結(jié)合考慮整體布局，有出入再做調(diào)整。因為生產(chǎn)設(shè)備由于生產(chǎn)材料的不同及設(shè)備自動化程度或廠家的不同，尺寸規(guī)格有較大出入。

四、工藝管道

       1．鋰電池生產(chǎn)過程需要壓縮空氣、冷卻水、真空、氮氣、給排水、排氣等。根據(jù)設(shè)備需求，統(tǒng)計整體用量，確定設(shè)備型號及安裝位置，根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備布局及需求量布置管道走向。

       2．需要注意的氣管部分是由于廠區(qū)面積大，管路損耗大，需要考慮在遠(yuǎn)端增加儲氣罐及環(huán)管。真空設(shè)備及管路部分需要區(qū)分電解液區(qū)域及普通區(qū)域。

五、空調(diào)

       1．鋰電潔凈廠房與其它行業(yè)的最大不同是對濕度控制要求較高，除濕機(jī)組是保障環(huán)境露點的核心設(shè)備。除濕機(jī)組的選擇，車間圍護(hù)的密閉性，風(fēng)管的密閉性，人員數(shù)量，車間的管控都需綜合考慮。

       2．空調(diào)部分的控制建議采用PLC控制，為便于操作使用整合安裝于各空調(diào)控制柜上。有投資預(yù)算的企業(yè)還可以采用中央控制，集中監(jiān)視。

       3．除濕機(jī)組盡量選擇市場知名度較高的品牌，車間隔墻天花嚴(yán)格施工工藝，門窗采用定制成型密閉型，風(fēng)管采用角鐵法蘭，注液等低濕度區(qū)域采用不銹鋼風(fēng)管。

       4．鋰電潔凈廠房一般廠區(qū)面積大，制冷總負(fù)荷大，需綜合計算全區(qū)域的總冷負(fù)荷，確定制冷主機(jī)冷量及安裝位置，考慮節(jié)能的需求，制冷主機(jī)盡量集中在冷凍站，并充分考慮后期擴(kuò)建連通預(yù)留管路閥門，再通過冷凍水管分區(qū)輸送冷源。北方省份還需考慮冬季防凍措施。

六、電氣

       1．鋰電潔凈廠房生產(chǎn)設(shè)備及空調(diào)等輔助設(shè)備較多，用電功率大。電房布置及變壓器大小選擇需考慮整體用電負(fù)荷。

       2．供電分區(qū)、橋架走向、分級控制等為便于后期維護(hù)使用及用電安全需綜合考慮。

       3．電柜斷路器及電纜建議使用市場知名度較高的品牌，電線電纜均采用阻燃型，穿線管采用鍍鋅線管。照明部分建議采用LED光源，車間部分照度控制在250Lux至300Lux左右照度，倉庫及設(shè)備房100Lux左右照度，應(yīng)急照明按消防規(guī)范及房間布局安裝，并考慮其它檢修照明及檢修插座等。

       鋰電池生產(chǎn)環(huán)境要求的嚴(yán)苛，設(shè)計裝修時需充分考慮設(shè)計的合理和完整性、節(jié)能、施工工藝的嚴(yán)格管控、生產(chǎn)工藝及投資預(yù)算，兼顧平衡，確保鋰電潔凈廠房的順利建設(shè)投產(chǎn)。

二、鋰電池車間潔凈度控制/濕度控制

       對鋰電池材料影響最大的，是空氣中的水分、浮塵顆粒，其中影響和危害最大的是水分。在鋰電池的制造過程中，原材料一旦被空氣中的水分進(jìn)入，就會影響鋰電池的安全，嚴(yán)重的一般會引起鋰電池鼓包甚至爆炸；而大氣環(huán)境中的浮土、塵埃則會引起鋰電池的短路。所以鋰電池生產(chǎn)都會在無塵車間內(nèi)進(jìn)行。

       鋰電池?zé)o塵車間從技術(shù)工藝層面來說，最重要的是環(huán)境控制，這其中最重要的則是“相對濕度”和“潔凈度控制”。

       鋰電池?zé)o塵車間一般為丙類廠房。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，設(shè)計師會設(shè)置不同的功能區(qū)，并與之匹配不同的潔凈度空間。當(dāng)然，分區(qū)還要充分考慮鋰電池生產(chǎn)的易爆特性，考慮到將來的消防驗收。千級、萬級、十萬級區(qū)間如何排布來滿足功能需求且節(jié)約能源，都是一門深刻的學(xué)問。

注意：兩個相連車間的潔凈度等級不要超過兩個數(shù)量級

       同樣是無塵車間，鋰電池?zé)o塵車間的潔凈室與其他行業(yè)的潔凈室最大的不同點就是對生產(chǎn)環(huán)境中濕度控制要求較高（溫度要求低露點），因此在調(diào)選型配置時，不僅考慮送、回風(fēng)系統(tǒng)配置初、中、高效過濾器，使室內(nèi)環(huán)境空氣不斷循環(huán)過濾，來保證空氣懸浮粒子受控到一定濃度以外，空調(diào)機(jī)組還要帶有除濕段，除濕空調(diào)機(jī)組是降低環(huán)境露點的關(guān)鍵設(shè)備。目前在鋰電池的生產(chǎn)制造過程中，鋰電池生產(chǎn)廠間的潔凈室內(nèi)部空氣所要求－35℃至－40℃范圍內(nèi)的露點溫度是較難控制穩(wěn)定住的。況且要生產(chǎn)就肯定會有生產(chǎn)人員，而且電池行業(yè)產(chǎn)線又較長會導(dǎo)致大量的工作人員一直在電池生產(chǎn)線上體力操作，這時候生產(chǎn)人員也肯定散發(fā)出比平時更多濕氣，該部分濕氣多多少少肯定會從潔凈服中漏出，因此該部分濕氣則必須要及時吹掃干凈，所以就會對除濕機(jī)組性能要求更高：一般電池行業(yè)肯定都選擇穩(wěn)定性好（能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)）和除濕量大的機(jī)組，最好能產(chǎn)生在－50℃~?-60℃露點（精確控制）范圍的氣體對潔凈室內(nèi)進(jìn)行連續(xù)吹掃讓濕度、溫度和潔凈度都能符合生產(chǎn)要求。

       按原材料和生產(chǎn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性等考慮：鋰電池生產(chǎn)車間的濕度控制梯段合景凈化工程公司一般建議為：相對濕度≦30%車間（如攪拌、涂布機(jī)頭、機(jī)尾等）；相對濕度≦20%車間（如輥壓、制片、烘烤等）；相對濕度≦10%車間（如疊片、卷繞、裝配等），露點溫度≦-45℃車間（如電芯烘烤、注液、封口等）。具體濕度控制會有少許差異，應(yīng)根據(jù)各電池企業(yè)實際情況來進(jìn)行操作。

       要維持鋰電池?zé)o塵車間的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)環(huán)境，還有其他內(nèi)部技術(shù)系統(tǒng)需要酌情落實，在這方面合景凈化工程公司工程設(shè)計師會結(jié)合多年來在新能源電池廠房潔凈車間設(shè)計建設(shè)經(jīng)驗提前做好各種預(yù)設(shè)，降低業(yè)主方風(fēng)向，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下還要盡可能環(huán)保、節(jié)能。

三、裝飾裝修系統(tǒng)

       地面：潔凈區(qū)和非潔凈區(qū)3mm環(huán)氧樹脂自流平地面、正負(fù)極攪拌車間、正負(fù)極承重房可采用3mm不銹鋼地面。墻面采用手工巖棉彩鋼板（A級防火材料、彩鋼板厚度0.476mm*50mm），吊頂彩鋼板采用手工玻鎂中空彩鋼板（A級防火材料、彩鋼板厚度0.476mm*50mm，承重100Kg/平方），門體采用成型鋼制凈化門，玻璃窗采用鋼化玻璃。

四、電氣照明系統(tǒng)

       凈化車間照明采用LED燈，照度要求250-300Lx，配置相關(guān)停電應(yīng)急照明燈盤。電線及線管均采用防火阻燃材料。

五、工藝管道系統(tǒng)

       真空管道及純水管道可采用U-PVC管道，氮氣管道采用鋁合金管道，空壓管道采用鍍鋅鋼管及不銹鋼管。

六、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

       制冷主機(jī)、除濕機(jī)組可以由甲方提供，通用空調(diào)末端設(shè)備采用空調(diào)箱及風(fēng)機(jī)盤管。風(fēng)管可采用角鐵法蘭，保溫采用B1級防火阻燃保溫棉。

七、壓力差控制

       為防止外部污染源進(jìn)入鋰電池車間？必須把車間內(nèi)的空氣壓力控制在合理范圍才行。一般將相連車間的壓差控制在0.03 - 0.05為宜。

       目前，我國鋰電池行業(yè)的制造成本整體處于高耗能狀態(tài)。在這個特殊的行業(yè)中，前期建設(shè)環(huán)境控制相當(dāng)重要。除濕+凈化是提高鋰電池生產(chǎn)質(zhì)量的根本所在。

八、鋰電池的生產(chǎn)車間建筑結(jié)構(gòu)怎么做

       我們生活中使用的筆記本電腦和手機(jī)使用的都是鋰離子電池，也可稱之為鋰電池。鋰電池的生產(chǎn)車間應(yīng)該怎樣建造呢？鋰電池生產(chǎn)車間的建筑結(jié)構(gòu)怎么做？合景凈化工程公司在設(shè)計時均嚴(yán)格以如下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行。

1.鋰電池生產(chǎn)車間的結(jié)構(gòu)與材料規(guī)定

       ① 鋰電池生產(chǎn)廠房抗震設(shè)防分類應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 20223的有關(guān)規(guī)定，抗震設(shè)防類別不應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類；結(jié)構(gòu)的抗震措施及抗震構(gòu)造措施應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB/T 50011的有關(guān)規(guī)定。

       ② 鋰電池生產(chǎn)廠房建筑結(jié)構(gòu)安全等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50153的有關(guān)規(guī)定，且安全等級不應(yīng)低于二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限不應(yīng)低于50年。

       ③ 鋰電池生產(chǎn)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》GB/T /T50476的有關(guān)規(guī)定。

       ④ 鋰電池廠房結(jié)構(gòu)的荷載作用效應(yīng)及作用組合應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50153、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB/T 50009、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB/T 50017、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB/T 50666、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB/T 50011等確定。

       ⑤ 混凝土、鋼筋的力學(xué)性能指標(biāo)等要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB/T 50010的有關(guān)規(guī)定； 鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)等要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB/T 50017的有關(guān)規(guī)定；鋼筋焊接網(wǎng)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋焊接網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ114的有關(guān)規(guī)定。

2.鋰電池的廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

       ① 鋰電池生產(chǎn)廠房的結(jié)構(gòu)型式宜選用門式輕鋼結(jié)構(gòu)廠房、多層鋼結(jié)構(gòu)或混凝土框架結(jié)構(gòu)。

       ② 鋰電池生產(chǎn)廠房屋蓋系統(tǒng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式、開間跨度大小可采用下列結(jié)構(gòu)形式：有保溫層的壓型鋼板輕型屋面；鋼梁、鋼屋架加鋼樓承板現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面；鋼梁、鋼屋架加鋼筋桁架模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面；現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面。

       ③ 鋰電池生產(chǎn)廠房樓地面使用荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)設(shè)備的布置、重量、基座平臺的做法、搬運動線等確定。

       ④ 鋰電池生產(chǎn)廠房樓屋面的吊掛荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)吊掛層的做法、管道布置等因素確定。

       ⑤ 鋰電池生產(chǎn)廠房整體抗震計算時，建筑重力荷載代表值中可變荷載取值宜按樓層設(shè)備實際荷載情況確定。

       ⑥ 立體庫地面使用荷載按實際情況確定，不均勻沉降差宜控制在1/500以內(nèi)。結(jié)構(gòu)地面完成面平整度應(yīng)滿足2m內(nèi)不大于5mm，最終地面平整度應(yīng)滿足2m內(nèi)不大于2mm，50m內(nèi)不大于25mm的要求。