原创新能源实验室建设：锂电池材料实验室技术系统设计要点 CEIDI西递

频道：优博平台动态日期： 2024-05-16 浏览：25

原标题：新能源实验室建设：锂电池材料实验室技术系统设计要点 CEIDI西递

随着科技的飞速发展和人们对能源利用效率的日益关注，锂电池作为高效、环保的能源储存方式，受到了广泛的关注和应用。然而，锂电池实验及厂区在研发、生产和测试过程中，通点多且安全风险高，对于此类实验/洁净车间建设需要专业度比较高且资质匹配的合适的单位去建设，减少在测试、生产过程中短路、过充、过放等问题，进而引发火灾、爆炸等安全事故，也对我们建设方和实验室的安全管理提出了极高的要求。

锂离子电池工厂设计应合理利用资源，保护环境，防止在生产建设活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘以及噪声、振动、电磁辐射等对环境的污染和危害。在设计及施工过程中要围绕以下几个重点开展工作：

1 根据生产工艺的特点，采用新技术、新设备、新材料;

2 满足设备安装、调试检修、安全生产、维护管理的要求;

3 采取措施满足消防安全的要求，应采取节约能源的措施;

4 满足锂离子电池生产所需要低湿环境的要求;

从设计与装修层面来说，CEIDI西递认为新能源锂电池材料实验室安排在厂区的，应合理布局，样品处理、实验操作、测量分析、仪器设备等按需划分为不同区域。实验室的设施及装修材料应选择有优良的耐腐蚀性和防静电性能，例如实验室的地面、墙壁、顶棚、工作台面、接地设施等应采用防静电材料，保证实验室操作人员和仪器设备的安全。同时，为了保证锂电池的测试实验的稳定性和安全性，在技术层面设计施工时需要满足锂电池测试的环境要求，例如温湿度、通排风、压差设计、气路及管道、电磁辐射、三废处理等。

新能源锂电池材料实验室技术设计要点 CEIDI西递：

1.通风、空调与净化：

空调机组宜采用集中与分散相结合方式进行设置，选多联机组也比较适合。

但CEIDI西递建议在设计上多走一步，在制冷机房的平面与空间和制冷系统管路的输送能力方面，为将来的升级提供一定的余量。实验室温度可以设置在相对适合正极材料混合环境的空间要求下，相对湿度60%±5%、温度25℃±2℃。此外，在进行温度老化测试时，应根据实际使用环境选择适宜的温度范围和持续时间。此外还有几个设计要点：

(1)干燥房与一般空调房间应分开设计空调。

(2)露点温度差别大的干燥房应分开设计空调。

(3)有洁净度要求的干燥房与无洁净度要求的干燥房应分开设计空调。

(4)不同露点的干燥房之间的静压差不宜小于5Pa。

(5)干燥房与一般空调房间的静压差不应小于5Pa。

(6)干燥房与室外的静压差应大于10Pa。

(7)电解液暂存间和注液间应设计事故通风系统，事故通风换气次数不应小于12次/h。

(8)溶剂发生的位置如氮甲基吡咯烷酮(NMP)的排风系统应按防爆系统设计。

(9)当干燥房要求的露点温度低于-50℃时，应采用两级除湿处理系统。

(10)终极除湿段内处理区域、再生区域的漏风率不应大于0.5%。

锂电池干燥房实验室的组成：由保温、维护结构、除湿机、空调、风管及工艺管道组成。运行原理：新风经过表冷器将新风制冷到10℃，冷凝出大部分水，再与30℃回风混合进入干燥转轮，其中再生风经加热器加热到110~130ºC，再经90º扇形再生活化区将转轮吸收的水分带走排到室外。最后经过后表冷器制冷，将温度控制在15~21ºC送入干燥房，经一定时间的连续制冷、干燥除湿，就可将干燥房内的湿度降到2%以下。这就对设计及施工单位有专业度的要求，通过技术手段将干燥房内空气正压平衡、设定温湿度，同时通过工艺管道进行排气等。

2.实验室气路及工艺管道：

(1)锂离子电池实验使用的氦气及氩气应采用瓶装压缩气体供气，其纯度应大于或等于99.99%，管道宜采用不锈钢316BA级及以上管材。需要设专门的气瓶间存放。

(2)氮气纯度小于或等于99.999%时，需要采用内壁光亮退火处理BA级不锈钢管。

(3)排出酸性废气的风管选型采用耐腐蚀的不燃或难燃型材料制作。

(4)真空管道及纯水管道可采用U-PVC管道，空压管道采用镀锌钢管及不锈钢管。

3. 电磁辐射控制：

锂电池无论是生产还是实验测试需要在低电磁干扰的情况下进行，因为电磁辐射会影响锂电池的性能。因此，需要对实验室内的电器设备进行屏蔽和阻隔。

4. 危废环节：

锂电池实验及测试环节，会涉潜在危险部分。例如老化测试、电解液操作等。废气及废水的处理是保证室内室外环境与实验人员身体健康的必要措施。在施工上可以采购有机废气处理器、废水处理设备等，将废气和废水进行处理后再统一进行排放。实验室危废管道一般随生产线的三废管道呼应设计。