一、鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為材料、使用非水電解質溶液的電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。鋰、飾與其高能量的金屬,當大氣中的水氣使其腐蝕后,會起火而造成危害。因此,必須采取有效的措施來保證空氣濕度符合要求。
最后,在電池內部產生LiF沉淀,使鋰離子在電池負極片發生不可逆轉的化學反應,消耗活性鋰離子,電池的能量就減少了。當水分足夠多時,產生的氣體多,電池內部的壓力就會變大,從而引起電池受力變形,出現電池鼓漲、漏液等危險。
二、生產工藝(全自動干燥線)方式的選型
目前全自動干燥線主要有兩種,一種是由烘箱+自動化轉運系統組成的干燥線,另一種是隧道式干燥線。第一種干燥線其布置房間需控制濕度在露點-50 ℃以下,而隧道式干燥爐由于干燥過程中電池一直在隧道爐內,干燥線布置區域無需濕度控制,只需在出爐間控制濕度在露點-50 ℃以下即可,可極大地減少低濕區域的面積。
五、鋰電池生產車間的關鍵工序
封口、注液工序操作的電芯、殼體均已通過干燥處理,因此對車間內空氣中的水分極其敏感,一旦房間內空氣中水分含量過高被電池吸收,會造成電池鼓脹、漏液等諸多問題,因此對鋰電池封口、注液工序進行有效的環境控制是鋰電池生產過程中非常重要的環節。
電池注液工序對濕度控制特別嚴格,將烘干后的電池轉運到手套箱或注液機內添加電解液,注液后電池經過焊接封口等工序成為成品電池,然后轉人化成車間化成。
電池干燥件和電池注液手套箱內是電池與外界接觸的地方,該工位環境控制應非常嚴格,以保證鋰電池正常生產要求,正常鋰電池生產要求水分含量露點要求低于-40℃,實際工作中一般選取露點低于-35 ℃、-50℃不等,露點越低,配備的除濕機就越大,設備投資及運行費用就相應增加。
電池干燥間、自動注液機內露點要求非常高,電池干燥間、自動注液機內露點要求非常高,普通空調系統無法滿足低露點環境,考慮到人員對環境露點影響,各干燥區域也對人數有嚴格限制。轉輪除濕機在鋰電池除濕方面有無法比擬的優越性應用先進技術,可以把處理空氣處理到相對濕度范圍為0.5%~100%。
三、鋰電池生產環境控制的關鍵
不同形狀鋰電池的差別主要在注液到貼膜之間的幾個工序,確定環境濕度控制的關鍵是:注液后的電池狀態,是否封口,如注液后封口,則其后續工序無特殊濕度要求,如未封口,則至少需保證露點-30 ℃的濕度控制。由于方形金屬殼采用負壓化成,注液后未封口,所以化成時要保證露點-30℃的濕度。封口/一封時由于要防止注液后揮發的電解液與空氣中的水分發生反應,其濕度也需控制在露點-50℃以下。
四、鋰電池超低濕生產車間除濕方式的選擇和確定
現行的空氣除濕方式有:冷卻除濕,液體吸附劑除濕,固體吸附劑除濕,膜除濕等。
目前,空氣除濕主要有冷卻除濕和轉輪除濕。
(一)冷卻除濕
冷卻除濕在高溫高濕的環境且對濕度要求不是很嚴格的條件下,效果還是比較好,但在除濕量比較大且環境溫度比較低的環境中,濕度和溫度要求比較高的地方,采用冷卻除濕就很難達到所控制的濕度要求,并會出現冷凝結露現象且能耗也是比較大的,因為空氣只有冷卻到露點溫度以下(一般約為15 C)才能進行除濕,這就需要把被處理的空氣處理到露點溫度以下后進行除濕,處理后的空氣溫度(約為15 C)是比較低的,并不能直接送人室內,因為在低溫的環.境中會使人身體不適,所以就要求把處理后的空氣溫度再加熱到人體比較適合的溫度(一般約為23°C),從而在把被處理的空氣先降溫到露點溫度。
進行除濕再加熱升溫到舒適的環境溫度在能耗消耗上是比較大的。并要求在某些過渡季節甚至冬季同樣需要開啟制冷機組,目的儀僅定陳it3風進行降溫除濕)。而后再通過后加熱竹償的力式,重新控制室內的溫度要求,浪費了大量的能源。
(二)轉輪除濕機
轉輪除濕機進行除濕,將不受空氣露點影響,且除濕量大。輪除濕機是利用固體吸亞劑做成的轉輪進行旋轉除濕的設備。轉輪陳濕機的核心結構為一不斷轉動的蜂窩狀干燥轉輪,
它是除濕機吸收水分的最關鍵的部件,是出含有少許金屬鈦的特殊玻璃纖維載體和沽性在版合而成,其蜂窩狀的結構設計,不僅能夠極大限度的附著吸濕劑,增加濕空氣與吸濕劑相昱.撥融的表面積,提高除濕機的工作效率,而且具有很高的強度,能夠很好的適用于各種復雜的工作環境。
因此,在鋰電池行業較為常用的除濕方式為轉輪除濕。鋰理電池生產過程中前段工序如攬拌、凍們頭尾一般濕度控制在相對濕度20%~40%的社裝配一般控制在相對濕度10%~40%。每一個廠家根據材料和生產規模的不同,制定不同的工藝要求。個別的特殊工藝,前段工序也有相對濕度在1%左右的要求。
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