加快發(fā)展節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國推動汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、培育新的經(jīng)濟(jì)增長點和打造國際競爭新優(yōu)勢的戰(zhàn)略舉措。我國已經(jīng)成為世界最大的新能源汽車生產(chǎn)國和消費國。

　　隨著新能源汽車的蓬勃發(fā)展,鉀離子動力電池的需求也呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。我國政府高度重視發(fā)展電池立業(yè)，國家發(fā)改委將鉀離子電池等列入國家重點科技攻關(guān)項目。當(dāng)前鉀離子電池的研發(fā)與應(yīng)用，已成為現(xiàn)階段的焦點技術(shù)。

　　鋰電池簡介

　　“鋰電池”，是一類由鉀金屬或鉀合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鉀金屬申池最早由GilbertNLewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時，MSWhittingham提出并開始研究鉀離子電池由于鉀金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鯉電池已經(jīng)成為了主流鉀電池大致可分為兩類:鉀金屬申池和鉀離子電池理離子電池不含有金屬態(tài)的鉀，并日是可以充申的本文中所說的鉀申池就是鉀離子電池，是鉀離子在正、負(fù)極之間反復(fù)進(jìn)行脫出和嵌入的二次電池。鉀離子電池一般以石墨為負(fù)極材料、鉀合金金屬氧化物為正極材料、使用非水電解質(zhì)，其性能主要取決于正負(fù)極材料。目前市場上負(fù)極區(qū)別不大，應(yīng)用于動力型鉀離子電池的正極材料主要有磷酸鐵鉀(LiFePO和三元材料等。鉀離子電池性能的改善，很大程度上決定于電極材料性能的改善，尤其是正極材料。

　　1.1鉀電池主要生產(chǎn)工序

　　以典型的方形磷酸鐵鉀鉀申池為例，其主要工序有合漿→涂布→輥壓→分條→模切→卷繞→裝配→干燥→一次注液→化成→二次注液→激光封孔→檢漏貼膜→靜置→定容→分選→模塊組裝→pack 組裝等工藝流程。

　　1.2水分對理電池性能的影響分析

　　影響鋰電池性能的因素有很多，諸如材料種類正負(fù)極壓實密度、水分、涂布面密度及電解液用量等其中水分對鉀離子電池的性能有著至關(guān)重要的影響水分是鉀離子電池生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制的關(guān)鍵因素。水分對鉀離子電池首次放電容量、內(nèi)阻、循環(huán)性能、厚度各方面性能影響較大。水分含量高時，電池的放電容量會降低，內(nèi)阻變大，循環(huán)衰減嚴(yán)重，電池的厚度也會增加。因此，為保障電池的性能，在電池生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格控制水分。

　　1.3項目簡介

　　本項目年產(chǎn)鉀離子動力電池5GWh，主要為三元體系鉀電池，另外還有部分的磷酸鐵鯉體系鯉電池。項目總的建筑面積為72216 m，其中低濕及潔凈空調(diào)系統(tǒng)所占面積約為32000m。

　　2.鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的環(huán)境要求分析

　　以磷酸鐵鉀體系鉀電池為例,鉀電池典型生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)環(huán)境要求。

　　根據(jù)以上工藝需求特點,可以大致將鯉電池生產(chǎn)廠房對于空調(diào)系統(tǒng)的濕度需求分為以下三類:

　　1)普通濕度需求空調(diào)房間，如負(fù)極涂布間等房間，其濕度控制需求為≤60%，該需求可通過冷卻除濕實現(xiàn)。

　　2)低濕需求空調(diào)房間，如正極輯壓間、正極分條間、正極模切間以及正極二分間等房間，其濕度控制需求為≤20%，以及正極涂布間、負(fù)極輯壓間、負(fù)極分條間、負(fù)極模切間以及負(fù)極二分間等房間，其濕度控制需求為≤45%，該需求通過冷卻除濕很難實現(xiàn)，因此往往通過轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組處理后來滿足使用需求，機(jī)組中設(shè)置一級轉(zhuǎn)輪。

　　3)低露點濕度需求空調(diào)房間，如干燥間、化成間以及注液間等房間，其濕度控制需求為露點≤-50C，甚至更高，該需求現(xiàn)有的一級轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組很難滿足工藝需求,工程中一般設(shè)置兩級轉(zhuǎn)輪除濕段對房間空氣進(jìn)行處理，以滿足使用需求。

　　3.鋰電池生產(chǎn)行業(yè)除濕方式的選擇和確定

　　現(xiàn)行的空氣除濕方式有很多種，包括冷卻除濕液體吸附劑除濕，固體吸附劑除濕，膜除濕等。在實際應(yīng)用中，單一除濕技術(shù)很難滿足要求，而且從節(jié)能角度考慮,多種除濕技術(shù)聯(lián)合使用能綜合各種技術(shù)的優(yōu)勢、規(guī)避自身不足,在節(jié)能的同時提高除濕的效率目前，空氣除濕主要有冷卻除濕和轉(zhuǎn)輪除濕。在空調(diào)除濕系統(tǒng)中，冷卻除濕在高溫高濕的環(huán)境且對濕度要求不是很嚴(yán)格的條件下，效果還是比較好，但在除濕量比較大且環(huán)境溫度比較低的環(huán)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(dá)到所控制的濕度要求,并會出現(xiàn)冷凝結(jié)露現(xiàn)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(一般是15C左右)才能進(jìn)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(jìn)行除濕，處理后的空氣溫度(15C左右)是比較低的，并不能直接送入室內(nèi)，因為在低溫的環(huán)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(一般是23C左右)，從而在把被處理的空氣先降溫到露點溫度進(jìn)行除濕再加熱升溫到舒適的環(huán)境溫度在能耗消耗上是比較大的。并要求在某些過渡季節(jié)甚至冬季同樣需要開啟制冷機(jī)組，目的僅僅是除濕(對新風(fēng)進(jìn)行降溫除濕)。而后再通過后加熱補(bǔ)償?shù)姆绞?，重新控制室?nèi)的溫度要求，浪費了大量的能源。

　　而采用轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)行除濕,將不受空氣露點影響，且除濕量大。輪除濕機(jī)是利用固體吸濕劑做成的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)除濕的設(shè)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的核會結(jié)構(gòu)為一不斷轉(zhuǎn)動的蜂窩狀干燥轉(zhuǎn)輪,蒼是除濕機(jī)吸收術(shù)分的最關(guān)鍵的部件，是由含有少許金屬欽的特殊玻璃纖維載體和活性硅膠復(fù)合而成，其蜂窩狀的結(jié)構(gòu)設(shè)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互接觸的表面積，提高除濕機(jī)的工作效率，而且具有很高的強(qiáng)度,能夠很好的適用于各種復(fù)雜的工作環(huán)境。

　　因此，在鉀電池行業(yè)較為常用的除濕方式為轉(zhuǎn)輪除濕。

　　4.鋰電池生產(chǎn)廠房典型低濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

　　鯉電池生產(chǎn)廠房低濕空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)送風(fēng)量應(yīng)按以下計算結(jié)果中的最大值選取:1)根據(jù)生產(chǎn)車間冷、熱負(fù)荷計算得出的送風(fēng)量2)根據(jù)生產(chǎn)車間濕負(fù)荷計算得出的送風(fēng)量3)為滿足生產(chǎn)車間潔凈需求計算得出的送風(fēng)量4)根據(jù)生產(chǎn)車間工藝排風(fēng)計算得出的送風(fēng)量5)《鉀離子電池工廠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB51377推若的低濕房間所需的換氣次數(shù)計算得出的送風(fēng)量。

　　5 低濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析

　　轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)具有可獨立除濕、低濕下仍有良好除濕效果和將空氣處理到較低露點的優(yōu)勢。此外，轉(zhuǎn)輪除濕可與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)復(fù)合成轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)溫濕獨立控制，避免常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)溫濕聯(lián)控弊端，提高能源利用效率，提升被控空間的空氣品質(zhì)及控制精度等優(yōu)良性能,轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)也因此在實際應(yīng)用中受到極大重視。但是，轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行費用高、除濕過程中空氣溫升較大及需要對送風(fēng)進(jìn)行冷卻等限制，而且輪轉(zhuǎn)除濕存在再生過程，不同的再生方式對空調(diào)系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性能有重大影響，采用加熱再生則面臨著加熱熱源提供及選擇的難題。以本項目為例，所有低濕空調(diào)系統(tǒng)再生電加熱量總功率約為5900kw，所有低濕空調(diào)機(jī)組均全年無休運行,每天單是再生電加熱一項的運行費用就大約為21.36萬元，運行費用極高。

　　鑒于上述原因,轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)及吸附再生方式受到了眾多學(xué)者關(guān)注,最近幾年國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)形式和性能、轉(zhuǎn)輪除濕性能及吸附劑再生方式等方面進(jìn)行了研究。

　　在鋰電池生產(chǎn)廠房整套工藝流程中,有些工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量的廢熱。其中最主要的有:

　　1)涂布工序:將混合好的漿料涂覆在正負(fù)極集流體上,在涂布機(jī)內(nèi)通過高溫烘烤干燥去除漿料中的溶劑，使得固體物質(zhì)很好的粘結(jié)在基材上，同時將高溫廢氣排出室外。涂布機(jī)加熱熱源通常為電加熱或?qū)嵊偷?。其排氣溫度可達(dá)約100C。

　　2)定容化成工序:在化成柜或定容柜對電池體進(jìn)行充放電測試的工藝流程。設(shè)備排風(fēng)溫度約50C~60C。當(dāng)采用風(fēng)冷空壓機(jī)作為壓縮空氣氣源時，空壓機(jī)的排氣溫度達(dá)到70C~80C。

　　因此，在今后的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，可利用工藝設(shè)備持續(xù)產(chǎn)生的廢熱，減小轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)機(jī)組再生加熱耗電量。降低鉀電池生產(chǎn)廠房中大量轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組的運行能耗。

　　結(jié)語6

　　在空調(diào)領(lǐng)域，對于濕度控制技術(shù)的研究與應(yīng)用較滯后于對于溫度控制技術(shù)的研究與應(yīng)用。隨著工業(yè)生產(chǎn)精密化、室內(nèi)空氣品質(zhì)問題、空調(diào)節(jié)能要求的提高，濕度的控制系統(tǒng)成為當(dāng)今空調(diào)領(lǐng)域的研究熱點空調(diào)系統(tǒng)的除濕技術(shù)越來越受到重視，隨著鉀電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對低濕空調(diào)系統(tǒng)的要求與控制也提升到重要層面上，需要加強(qiáng)暖通專業(yè)在低濕空調(diào)技術(shù)方面的研究、應(yīng)用及技術(shù)儲備。