锂电池生产厂房低湿空调系统设计

锂电池生产厂房低湿空调系统设计

湖南省工业设备安装有限公司

摘要：通过简要分析锂电池的生产工艺流程，研究锂电池产品生产工艺以及环境要求，分析水分对于锂电池性能的影响作用以及保证低湿环境的重要性。简单阐述了锂电池生产厂房低湿空调系统设计。

关键词：锂电池；生产厂房；低湿空调系统

我国汽车产业的转型升级、形成新的经济增长点、构建国际竞争新优势的战略措施和加快发展节能以及新能源汽车产业具有密切联系。我国目前已然成为世界上最大的新能源汽车的生产国以及消费国。随着新能源汽车的发展速度越来越快，锂离子动力电池的需求增长速度越来越快。我国政府对动力电池产业给予高度重视，国家发改委将锂离子电池纳入国家的重点项目中。目前，锂离子电池的研发以及应用成了目前的重点技术。

1 锂电池简介

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。从上个世纪七十年代，有学者开始研究锂离子电池。因为锂金属的加工、保存以及使用对环境的要求相对较高。随着科学技术的逐渐发展，锂电池逐渐成为主流。锂电池主要分为两种类型，一种为锂金属电池，另一种为锂离子电池。锂离子电池的锂不含金属态的锂，并且能够充电。本次文章中提到的锂电池叫做锂离子电池，是依靠锂离子在正极和负极之间反复脱出和嵌入的一种二次电池。锂离子电池中的正极材料为锂合金金属氧化物，负极材料为石墨，联合非水电解质，其性能和正极以及负极材料有关。目前，市场上对于负极的区别较小，正极材料主要包括磷酸铁锂和三元材料。锂离子电池性能的提升，和电极材料性能的改善具有密切联系。

     水分对锂电池性能的影响效果：对锂电池性能产生影响的因素较多，比如：材料的种类、正极与负极的密实度、水分、涂布面密度以及电解液的用量。水分能够明显影响锂离子电池的性能，是锂离子电池生产期间需要进行严格控制的重要因素。水分对锂离子电池首次放电容量、内阻、循环性能以及厚度等性能会产生明显的影响。若水分含量较高，电池的放电容量就会随之降低，内阻提升，循环严重衰减，电池的厚度明显提升，因此，为了使电池的性能得到保障，电池生产期间的每个环节的水分均需要得到有效控制。

2 锂电池产品的生产工艺的环境要求

根据实际工艺需求特点，可根据将锂电池生产厂房的低湿空调系统的湿度需求分为三种类别：第一种为：对于普通湿度需求的空调房间，需要将湿度控制在60%及以下，该需求能够通过冷却除湿方法进行实现；第二种为：对于低湿需求的空调房间，需要将湿度控制在30%及以下，该需求只通过冷却除湿方法无法有效实现，还需要通过转轮除湿机组进行处理，才能满足使用需求，机组中设置一级转轮进行实现；第三种为：对于低露点湿度（湿度2%及以下）需求空调房间，需要将湿度控制在露点低于-28℃及以下，甚至更低，该需求只通过一级转轮除湿机组无法有效满足工艺需求，工程中可以设置两级转轮除湿段处理房间空气，才能够满足使用需求。

3 锂电池生产行业除湿方式的选择以及确认

现有的空气除湿方式种类较多，包括冷却除湿、压缩除湿、液体吸附剂除湿、固体吸附剂除湿以及回转型干式蜂巢状转盘 (转轮)除湿等方法。在实际应用过程中，使用单一的除湿技术，很难满足空气除湿要求，从节能角度出发，联合多种除湿技术，能够将各种技术的优势以及缺陷有效发挥和弥补，既能够有效节能，又能够提升除湿效率。

目前，锂电池厂的房空气除湿中包括冷却除湿以及转轮除湿。在空调除湿系统中，冷却除湿即便在高温高湿以及对于湿度要求较低的环境下，除湿效果仍然比较确切，但处于除湿量较大并且处于环境温度相对较低的环境中，且湿度以及温度要求相对较高的地方，应用冷却除湿，想要达到湿度要求难度较高，还会产生冷凝结露情况，并且能耗较高，空气只有冷却至露点温度下，方可有效除湿，处理后的空气温度较低，无法直接送入室内，在低温环境下，人体会感受到不适，因此需要升高处理后的空气温度，使其处于和人体温度相适宜下，然后再将被处理的空气降低温度至露点后进行除湿，再加温至舒适环境温度下，能耗较大。并且要求在过渡季节甚至冬季同样需要开启制冷机组，但目的只是除湿，然后通过加热补偿形式，对室内的温度进行控制，会使大量能源被浪费。

应用转轮除湿机进行除湿处理，不会受到空气露点的影响，并且除湿量较大。转轮除湿机的应用，能够在固体吸湿剂制成的转轮，进行旋转除湿。转轮除湿机的核心结构就是能够持续性转动的蜂窝状干燥转轮，其属于除湿机中的主要部件，其是由含有少量钛的特殊玻璃纤维载体以及活性硅胶复合制成，其结构为蜂窝状，不但能够最大限度地附着了吸湿剂，使湿空气和吸湿剂能够接触的表面积大大增加，可提升除湿机的工作效率以及质量，并且强度可有效提升，能够良好地适用在各种复杂工作环境中。因此，锂电池的常用除湿方式就是通过转轮除湿机进行除湿。

4 锂电池生产厂房的低湿空调系统设计

比如：正极极卷库：对于该房间的温湿度的要求为：温度需要控制在18—28摄氏度之间，相对湿度需要保持在20%及以下，洁净度ISO为8级，该房间对于工艺排风没有需求，根据负荷计算后发现，该空调系统的总送风量为每小时22400m

3，新风量为每小时3360m3，根据工艺需求，该空调系统需要应用一级转轮除湿机组进行处理，可使其使用需求得到满足，该空调机组转轮除湿机的配置参数包括：冬季预加热量为0kW，新风表冷制冷量为92kW，送风后表冷制冷量为79kW，冬季后加热量为47kW，再生加热量为49kW，转轮除湿量为32.6kg/h，送风风机功率为22kW，再生风机功率为1.1kW，空气处理状态点的参数包括：A点：风量为3360m3/h、干球温度为36℃、相对湿度为80%、含水量为30.7g/kg，B点为：风量为3360m3/h、干球温度为12℃、相对湿度为95%、含水量为8.3g/kg，C点为：风量为4140m3/h、干球温度为23℃、相对湿度为20%、含水量为3.5g/kg，D点为：风量为7500m3/h、干球温度为18.1℃、相对湿度为43.3%、含水量为5.6g/kg，E点为：风量为7500m3/h、干球温度为33.8℃、相对湿度为5.9%、含水量为2.02g/kg，F点为：风量为14900m3/h、干球温度为23.0℃、相对湿度为20.0%、含水量为3.5g/kg。

比如：干燥间，对于该房间的温湿度的需求为：温度在18-28℃之间，露点在-28℃及以下，洁净度为ISO为8级，无需工艺排风。根据负荷计算发现，该空调系统的总送风量为每小时15940m3，新风量为每小时49803，以工艺需求为根据，该空调系统应用一级转轮进行处理很难达到使用需求，故该低湿空调系统需要应用二级转轮除湿机组。

5 结语

在空调领域中，湿度的研究以及应用和温度相比，更加落后，随着工业技术的逐渐精密化，空气质量、空调节能要求逐渐提升，空调领域中湿度控制研究越发受到重视，随着锂电池行业的发展速度越来越快，对于低湿空调系统的要求以及控制研究越发重要，需要强化暖通专业的研究，为锂电池生产厂房低湿空调系统设计打下基础。

参考文献

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