鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備有哪些

來源：存能電氣  日期：2019-07-19 16:55  瀏覽量：次

　　鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備有哪些？對應鋰電池的生產(chǎn)，需要相當重要的輔助設(shè)備，電芯的制造設(shè)備、工藝介固然重要，但是輔助設(shè)備的動力來源、運行狀態(tài)，一定程度上決定了一個工廠的現(xiàn)代化、自動化水平，且很大程度影響了電芯制造的品質(zhì)。以下，我們來說說這些鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備。

　　鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備

　　鋰電池輔助設(shè)備主要分為兩類，公共設(shè)備和物流設(shè)備。而公共設(shè)備又分為動力設(shè)備和環(huán)境控制設(shè)備。

　　●動力設(shè)備

　　動力設(shè)備，我的理解為能夠?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，并且給主設(shè)備提供能量的設(shè)備，分為動力發(fā)生設(shè)備(蒸汽鍋爐、汽油機、發(fā)電機等)、動力輸送設(shè)備(變壓器、配電盤、整流器等)、動力消耗設(shè)備(電動機、電爐、電氣器械等)。以下，我們就單個設(shè)備功能做簡要介紹。

　　1、鍋爐

　　其實不只是電池廠，很多工廠都有這個設(shè)備，鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時進行，水進入鍋爐以后，在汽水系統(tǒng)中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設(shè)備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。

　　而電池企業(yè)主要取其高溫蒸汽，經(jīng)過處理，常用到涂布機極片烘干上，老化房，除濕機上面。

　　2、空壓機

　　壓縮空氣可以用空壓機制作，空氣具有可壓縮性，經(jīng)空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源比，它具有下列明顯的特點：清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負荷，能在許多不利環(huán)境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。

　　而此處提壓縮空氣，是因為他的使用，可以說在現(xiàn)在自動化車間，相當?shù)膹V泛。幾乎貫穿了全線，特別是物流線，放行或者阻攔的設(shè)備，帶有氣缸控制，結(jié)合電磁閥，能夠高效的完成機械動作，還能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。我們電池車間的物流線托盤提升機、機械手抓取電池、物料傳送都可以使用壓縮空氣實現(xiàn)控制。

　　3、真空泵

　　如果說壓縮空氣是對空氣的壓縮，那么真空則是對空氣的抽取。此處我們使用的是真空泵，真空泵是指利用機械、物理、化學或物理化學的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。

　　很多時候，我們的工步都是在真空狀態(tài)下進行的，特別是鋰離子動力電池生產(chǎn)車間，合漿需要抽真空，消除罐體空氣，避免氣泡產(chǎn)生，影響涂布效果：激光焊接完后，為了檢測電池的氣密性，也需要抽真空，通過保壓后檢測氣壓壓降，來判斷是否漏氣；高溫隧道爐，為了置換電池內(nèi)部的空氣，使電池烘烤效果更好，隧道爐內(nèi)會進行抽真空，能更好的烘干極片中的水分；注液，注液的工步即是抽真空注液，能夠較好的保證注液質(zhì)量；負壓化成，鋰電池在化成過程中會產(chǎn)生大量氣體，需要對電池進行抽真空，減少析鋰的可能性。

　　4、制氮機

　　制氮機，是指以空氣為原料，利用物理方法將其中的氧和氮分離而獲得氮氣的設(shè)備。我們通常需要的是氮氣，氮氣是一種惰性氣體，化學性質(zhì)不活潑。

　　在電池工廠，需要氮氣的地方也很多，基本上很多有抽真空的地方，都有氮氣的需求。對于氮氣的作用，我在之前寫激光焊接時候也有說過，在激光焊接時，主要起保護作用，一定程度上阻擋熱量外散、焊渣飛濺、中和部分離子；使用在真空高溫隧道爐、注液房、化成室里面的氮氣，主要是用于破真空、加快熱傳導等功能，破真空應該很好理解，電池在抽真空后，你看到的電池可能是癟的，內(nèi)部氣壓遠遠小于外部，此時，為了避免對電池，對設(shè)備造成損害，充入氮氣維持氣壓，使內(nèi)外氣壓大體持平。

　　5、氦氣

　　氦氣用的比較少，但是因為真空測氣密性，近些年來，檢測的漏判、錯判并不理想，所以現(xiàn)在有使用氦氣來檢測電池密封性能。能精確泄露值可以到1pa左右。不過使用量較少，故而多是外購，不需專門的制造氦氣的設(shè)備。

　　眾所周知，鋰電池生產(chǎn)對環(huán)境要求很嚴格，保持較低的水分含量、合適的溫度、較低的潔凈度等是一個車間應有的基本要求。

　　●環(huán)境控制設(shè)備

　　所謂環(huán)境控制設(shè)備，是指維持車間生產(chǎn)生產(chǎn)所需要的控制車間溫度、濕度、潔凈度等一系列設(shè)備的綜合。結(jié)合鋰電池工廠，主要有NMP回收系統(tǒng)、除濕機、除塵機、空調(diào)、水(純水、冷凍水、冷卻水)，以下一一概述。

　　1、NMP回收系統(tǒng)

　　翻開工廠的工藝文件，在正極合漿工序，你會看到加入打膠所需的NMP，再加入PVDF打膠，加入正極主材和導電劑，充分攪拌，然后合漿完成。在涂布工序，經(jīng)過烘箱，把NMP回收，經(jīng)過處理的氣體才可排到空氣中。

　　用過的，臟廢的N-甲基吡咯烷酮因其沸點比較高，所以不能采用直接回收方法，可以通過溶劑回收系統(tǒng)，經(jīng)真空減壓加熱，減壓至5KPa(A)，加熱至130℃-150℃可以將NMP回收，殘余的NMP聚合物及雜質(zhì)排出系統(tǒng)送電廠焚燒處理，保證了回收品質(zhì)和廢棄物的處理，提高回收安全系數(shù)。常見的有冷凍式和轉(zhuǎn)輪式回收系統(tǒng)。

　　冷凍回收式，利用冷卻水和冷凍水盤管使得NMP從空氣中冷凝出來，然后通過收集提純達到回收目的.廢氣被濃縮到一定的濃度后，利用冷凍法就可以使NMP冷凝回收。

　　轉(zhuǎn)輪回收式，VOC轉(zhuǎn)輪采用日本西部技研分子篩轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪被分隔成3個區(qū)域，一個是處理區(qū)、一個是冷卻區(qū)、一個是脫附區(qū)，VOC轉(zhuǎn)輪在工作過程中緩慢的旋轉(zhuǎn)，含有有機溶劑需要處理的氣體從處理區(qū)流過后變成相對干凈的氣體，處理后的氣體中有機溶劑的含量最低可降至50ppm以下。另一部分含有機溶劑的空氣在再生風機的作用下從冷卻區(qū)流過，然后被加熱到一定的溫度后，從轉(zhuǎn)輪再生區(qū)域流過，由于轉(zhuǎn)輪再生區(qū)域被再生空氣加熱，吸附在再生區(qū)域的有機溶劑蒸發(fā)出來隨再生空氣帶走。轉(zhuǎn)輪工作時，再生空氣與處理空氣的比例在1/5(濃縮倍數(shù)5倍)，再生空氣中有機溶劑的濃度可以是處理前濃度的5倍。

　　冷凍式回收能耗相對較低，轉(zhuǎn)輪式能耗較高，但是比較環(huán)保，廢氣處理過后可直接排放到大氣中。

　　2、除濕機

　　一般可分為民用除濕機和工業(yè)除濕機兩大類，屬于空調(diào)家庭中的一個成員。通常，常規(guī)除濕機由壓縮機、熱交換器、風扇、盛水器、機殼及控制器組成。

　　其工作原理是：由風扇將潮濕空氣抽入機內(nèi)，通過熱交換器，此時空氣中的水分子冷凝成水珠，處理過后的干燥空氣排出機外，如此循環(huán)使室內(nèi)濕度保持在適宜的相對濕度。

　　鋰電池車間對濕度要求嚴格，濕度我們有一個相對濕度(RH)和露點(℃)來表示，在一定溫度下，兩者可以換算。在鋰電池車間，不要求濕度時，正常的40%-50%RH即可，但是注液房、高溫老化房，需控制在-60℃露點，嚴格控制水分。

　　3、除塵機

　　鋰電池生產(chǎn)中，會有極片裁切、粉料掉落，人員走動，也會帶動粉塵飄動，而粉塵，特別是金屬粉塵、顆粒，落到電池極片中，會增加鋰電池短路的風險，也是鋰電池自放電加快的一個重要的原因。

　　除塵機，除了某些設(shè)備自帶集塵除塵功能外，比如激光切割機，會對切過后的粉塵進行收集，并排放到室外，但大部門設(shè)備不帶除塵功能，需要其他幾種除塵設(shè)備。鋰電池廠常用的則是FFU除塵系統(tǒng)，潔凈度我們通常用等級來表示，比如常用的100000級，10000級，數(shù)字越小，潔凈度越高。

　　FFU英文全稱為(FanFilterUnit)，中文為風機過濾機組。FFU設(shè)有初、高效兩級過濾網(wǎng)。風機從FFU頂部將空氣吸入并經(jīng)初、高效過濾器過濾，過濾后的潔凈空氣在整個出風面以0.45M/S±20%的風速勻速送出，可多臺串聯(lián)，達到凈化空氣的效果。FFU工作時間長，低噪聲、免維護、震動小、可無級調(diào)速，風速均勻，安裝方便等。

　　4、空調(diào)

　　車間空調(diào)最大特點在于省電環(huán)保，同時具備出色的降溫效果。車間空調(diào)主要分為水冷空調(diào)和水蒸發(fā)空調(diào)機(濕簾冷風機)，水冷空調(diào)的降溫原理是：水份蒸發(fā)時帶走周圍的熱量，從而使空氣的溫度降低。適用范圍主要是對要求濕度較高的場所(如紡織、種植等)，設(shè)計時可采用部分室內(nèi)安裝。

　　將車間溫度控制在人體適宜的范圍內(nèi)，可以讓員工的注意力更加集中，心情愉悅。使得產(chǎn)品在生產(chǎn)效率還是質(zhì)量方面都有很好的提升。適宜的溫度環(huán)境，設(shè)備產(chǎn)生的熱量被及時的吸收或排出，讓設(shè)備一直維持在穩(wěn)定地溫度環(huán)境下，可以增加生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命，無形中為企業(yè)節(jié)省下一筆維修和更新的費用。

　　鋰電池工廠，除高溫老化房等特殊區(qū)域，溫度一般控制在23±2℃。

　　5、水系統(tǒng)

　　雖然鋰電池懼水，但是生產(chǎn)卻離不開水，常用的地方有負極涂布時需去離子水用于合漿，為維持溫度穩(wěn)定，需要冷卻水循環(huán)。

　　冷卻水和冷凍水，不只是溫度上的差異，在功能上也有所差異。冷卻水，是指用于循環(huán)，達到帶走熱量，降溫的目的，設(shè)備在運行過程中會產(chǎn)生熱量，熱量過大會損壞設(shè)備，故而需冷卻水循環(huán)，帶走熱量，維護設(shè)備。冷凍水則是具有降溫的功能，常常在空調(diào)機組末端，用于降低溫度所用。

　　鋰電池工廠通常需要使用純水制備機組和冷水機組。純水制備機組，用于制備去離子水，電導率達到我們的要求后，才可用于鋰電池負極漿料混合、鋰電池清洗等工序。冷水機組多是用于空調(diào)等系統(tǒng)，達到降溫、去熱的效果。

　　6、物流設(shè)備

　　物流設(shè)備，我在這里主要分為轉(zhuǎn)運工具、托盤、物流線。

　　7、轉(zhuǎn)運工具

　　轉(zhuǎn)運工具，在鋰電池車間主要是負責原材料運送、極片運送工作，常用的轉(zhuǎn)運工具有電動的和液壓的叉車、升降車、緩存架、平板推車、AGV小車。在自動化程度不是很高的工廠，或者中間運輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障的時候，我們可以使用這些設(shè)備來運輸。如從合漿到涂布一般是管道運送，如果管道出了故障，需由叉車運輸轉(zhuǎn)運漿料桶到涂布區(qū)域，不耽誤正常生產(chǎn)。

　　8、托盤

　　之所以單獨提出來托盤，是因為托盤在電池廠中擔負了所有半成品電芯和成品電芯的轉(zhuǎn)運、儲存功能。一個合適的托盤，可以對電芯起到很好的承載和保護作用。我曾經(jīng)見過滿載電芯的托盤從3米高的架子上跌落，托盤完好無損，電池也沒有泄露出來，倒是地面破損了些，也曾見識過托盤被提升機夾住，變形扭曲，擠壓半小時后，還能繼續(xù)使用。

　　在鋰電池車間需要最多的是在組裝線和化成分容區(qū)域。組裝線是小的托盤，一般運送的是一到兩個卷芯，不直接運送電池，但是需注意對卷芯表面的保護以及托盤的清潔，卷芯在沒有殼體保護下是非常脆弱的?；煞秩輩^(qū)域托盤則是運送電芯，為了節(jié)約空間，加大效率，現(xiàn)在化成分容采用分層柜點式，一個柜子可同時對數(shù)十只電池同時進行充放電，靠人工搬運到高高的柜子上去并不現(xiàn)實。

　　9、物流線

　　物流線，則是利用物流設(shè)備進行運輸?shù)南到y(tǒng)的總和，托盤的運輸，傳送，都需要有一個路徑，就像有秩序的在高速上開車一樣，現(xiàn)在物流線的應用，極大地提高了工廠的效率，也是無人工廠的得力助手。

　　鋰電池車間的物流線，主要集中在了組裝線后，從卷芯卷繞后，通過小的專用托盤運過去進行熱壓、貼膠、預焊、入殼、蓋板焊接等工序。組裝完成后，再通過物流線運送到化成、分容，剛才也有講過，化成分容有可能是很高的立體柜子，此時就需要堆垛機把一盤盤滿載的電池運送到各層柜點上去，結(jié)束后再運出來，通過物流線，運送到立體的庫位存儲，極大地提高了工廠的效率，減少了成本。

　　鋰電池加工生產(chǎn)設(shè)備價格

　　鋰電池加工生產(chǎn)設(shè)備很多種的，材料電池(生產(chǎn)電芯)成套設(shè)備在千萬元，鋰電池組的組裝成套設(shè)備2萬元到幾百萬的自動設(shè)備都有，根據(jù)自己的需要選擇。

　　鋰電池加工設(shè)備是根據(jù)需要處理得原料不同配置不同，用戶要求得產(chǎn)量不同價位不等，還有一點就是和用戶現(xiàn)有得廠房和設(shè)備相互配備，成套小型鋰電池組裝加工設(shè)備價格在幾千至幾萬不等，廠家在一無所知得情況下沒辦法報價，詳情還需要聯(lián)系廠家工作人員。

　　鋰電池生產(chǎn)加工工藝技術(shù)非常嚴格和復雜，不同型號鋰電池的生產(chǎn)工藝不同，生產(chǎn)設(shè)備也是數(shù)不勝數(shù)。隨著未來生產(chǎn)加工鋰電池組規(guī)模擴大，鋰電池涉及到每個角落，都是促進鋰電池生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素。