鋰電池在完成裝配的封口前zui怕粉塵、金屬雜質(zhì)、水分。
今天就談?wù)勪囯娭圃熘圃爝^程中的粉塵的管控及預(yù)防。那么在鋰電生產(chǎn)車間該如何粉塵的預(yù)防和監(jiān)控呢?
1)制定出合理的粉塵控制標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測方法。依據(jù)潔凈室面積大小及工藝路線選好粉塵監(jiān)測點(diǎn)及其數(shù)量、監(jiān)測頻率。
2)配料、涂布、壓切、卷繞、裝配車間都應(yīng)配備風(fēng)淋室,員工進(jìn)出都應(yīng)穿防塵服;二次更換工鞋和進(jìn)出車間門口增加粘塵墊。
3)正負(fù)極粉料及漿料的除鐵;分切、卷繞和滾槽設(shè)備要要有強(qiáng)力吸塵裝置(注:這些金屬顆粒/屑危害很大);封口前相關(guān)車間安裝高效送風(fēng)過濾網(wǎng)。
4)物料傳輸有專門的封閉式通道,或過渡窗、氣閘室等。
5)不同等級的潔凈室、潔凈室與非潔凈室或潔凈室與室外之間均應(yīng)保持一定的正壓值。
6)車間機(jī)臺定期維護(hù)保養(yǎng)、除塵;減少設(shè)備的故障率,及減少管道泄露/直排也是對降低粉塵濃度有很大幫助的;車間地面的定期清潔、吸塵。
7)生產(chǎn)物料進(jìn)入車間前,外包裝需要除塵處理后再進(jìn)入車間。或在物料過渡間外除塵后拆出內(nèi)包裝后進(jìn)入車間。
8)有些公司針對少數(shù)易產(chǎn)生粉塵的機(jī)器設(shè)備或工序增加防塵罩或防塵簾,以防止粉塵擴(kuò)散。
9)車間使用的與電池物料、半成品、及成品密切接觸的容器、工裝夾具等的制作材料應(yīng)不吸濕、不銹蝕/不氧化、不擴(kuò)散污染物等。
10)垃圾桶及廢料/邊角料要及時放置于有蓋子的容器中(如膠桶或膠框),防止粉塵擴(kuò)散。
質(zhì)量是設(shè)計出來的。若要真正做好有效的粉塵管控,鋰電企業(yè)工廠設(shè)計規(guī)劃時,相關(guān)人員都要充分考慮防塵的因素,就是要在廠房的規(guī)劃及產(chǎn)品工藝路線設(shè)計階段就要預(yù)先考慮。同時,電池制造過程中的粉塵、金屬顆粒、雜質(zhì)等的管控及預(yù)防也不能放松。
工藝介紹配套區(qū)別
混料攪拌
產(chǎn)塵源: 配料以及攪拌(投料、卸料過程)工藝會有細(xì)微粉末揚(yáng)起
處理方案:采用大吸罩的收集方式,除塵設(shè)備采用大風(fēng)量
技術(shù)點(diǎn)建議:正極投料,有使用氣力輸送將桶里面的正極材料吸入攪拌罐的方式,可配移動吸氣臂,考慮粉塵性質(zhì),可選擇性采用防爆措施
輥壓(碾壓)與預(yù)分切
產(chǎn)塵源: 在輥壓前極片材料的表面粘附有很多細(xì)小的粉末。
處理方案:針對輥壓產(chǎn)生的粉塵,常用大風(fēng)量工業(yè)集塵器。
技術(shù)點(diǎn)建議: 其粉塵可按輕礦粉塵計算,主管風(fēng)速要求一般≥15m/s。
分切
產(chǎn)塵源: 在使用分條機(jī)進(jìn)行分切的過程中,會附帶產(chǎn)生很多多余的粉末及廢料(邊角料)
處理方案:采用中高壓型集塵器,對分切時產(chǎn)生的粉塵和邊角料進(jìn)行收集,針對邊角料,常規(guī)在除塵設(shè)備增加前置收集裝置。
卷繞機(jī)
產(chǎn)塵源:
a、 方形電池:卷繞過程中,主要的產(chǎn)塵點(diǎn)有刷粉結(jié)構(gòu)和主軸卷繞區(qū)域(即極片切斷位置) ;
b、 圓柱形電池:圓柱形電池的主要產(chǎn)塵點(diǎn)有刷粉(或吹吸式)盒、極耳焊接點(diǎn)以及主軸卷繞區(qū)域(即極片切斷位置),均會產(chǎn)生一定量的煙塵以及切削碎屑微粒。
處理方案: 卷繞機(jī)產(chǎn)生的粉塵粒徑小及煙塵量不大,且機(jī)器配套的除塵管徑較小,需要配套高負(fù)壓或中高壓工業(yè)集塵器。
模切——五金模切
產(chǎn)塵源: 在沖切的過程中, 會產(chǎn)生剪切廢料及粉塵
處理方案: 專門針對模切機(jī)產(chǎn)生碎料的特性(連續(xù)細(xì)條狀、段狀),需要配套大容量收集袋的除塵器
技術(shù)點(diǎn)建議: 廢料和除塵可分開處理,采用單獨(dú)的收料機(jī)和除塵器
模切——激光模切
產(chǎn)塵源: 在激光裁切極片過程中會產(chǎn)生大量煙塵以及廢料
處理方案:針對廢料,采用壓縮或者破碎的形式進(jìn)行單 獨(dú)收集,針對粉塵,采用中高壓型的防
爆集塵器,根據(jù)客戶設(shè)備內(nèi)部實(shí)際的吸口分布及大小進(jìn)行功率的選型。
技術(shù)點(diǎn)建議:
1、 激光模切的各吸口風(fēng)速要求不同,激光除塵吸口管內(nèi)風(fēng)速要求常取≥23m/s,其余接口管內(nèi)風(fēng)速要求常取≥15m/s,匯入激光除塵支管后的主管風(fēng)速要求≥23m/s;
2、 部分工藝會切到陶瓷隔膜,有堵塞濾芯的風(fēng)險(常見于正極鋁料),正極模切粉塵較危險 (含鋁粉)可考慮配噴粉器,其保護(hù)濾芯及中和粉塵、降低燃爆特性的作用;
3、 負(fù)極粉塵較多,其漿料粉塵含石墨等成分,十分細(xì)膩,易透塵。其粉塵自身的燃爆風(fēng)險并不高,但因其導(dǎo)電性易引起電氣元件的短路,可適當(dāng)性做防爆措施;
4、需要清楚模切機(jī)實(shí)際的廢料尺寸及速率來選用相對應(yīng)的廢料機(jī)及除塵功率,此項數(shù)據(jù)會直接影響效果。
疊片
產(chǎn)塵源: 極片在堆疊過程中會有粉塵掉落
處理方案: 疊片機(jī)一般會配有吸塵口(φ50mm左右),需要配套高負(fù)壓機(jī)型確保粉塵和碎屑吸走, 沒有配吸塵口的可在疊片工位附近設(shè)置側(cè)吸罩,吸罩下方接50mm左右的吸口。
技術(shù)點(diǎn)建議:
1、 因為極片在皮帶上傳輸過程中被極片覆蓋部分的吸附小孔相當(dāng)于堵住,在正常工作過程中,吸附孔被堵住比較多,所以需要考慮除塵器風(fēng)機(jī)的泄壓功能;
2、 疊片吸附,保證皮帶表面皮帶吸附孔風(fēng)速2m/s以上,但由于皮帶吸附孔很小基本都設(shè)計為φ2-3mm的孔徑, 所以我們選型時將某段皮帶吸附孔轉(zhuǎn)換成等效直徑的圓,通過算某段需求總風(fēng)量,逆推此段的吸塵口客戶設(shè)計是否合理(可大不可小)
3、由于疊片機(jī)對負(fù)壓和風(fēng)量控制要求較為嚴(yán)苛,為保證效果,需要清楚設(shè)備的內(nèi)部管路布局及吸罩尺寸。
等離子清洗
產(chǎn)塵源: 等離子清洗過程中產(chǎn)生的污染物有:有機(jī)物、環(huán)氧樹脂、光刻膠、氧化物、微顆粒、臭氧等
處理方案: 采用與等離子頭同軸吸罩,煙塵量較小, 采用高壓或中壓機(jī)型,并在側(cè)邊設(shè)計φ50mm口引到室外吸口,風(fēng)速15m/s即可。
技術(shù)點(diǎn)建議:等離子清洗過程中產(chǎn)生的氣體污染物無法通過除塵器過濾,建議客戶將除塵器設(shè)備排氣;
焊接(極耳焊、蓋板焊、 BUSBAR焊、密封釘焊)
產(chǎn)塵源:激光焊接鋁合金產(chǎn)品過程中產(chǎn)生飄揚(yáng)性煙塵
處理方案:若在不干涉工作的情況下,可在夾具附件設(shè)置對應(yīng)的吸罩,有效的收集焊接煙塵,其次亦可在焊接頭處增加吸塵口,常規(guī)為φ50mm,采 用高負(fù)壓或中高壓的防爆集塵器。
技術(shù)點(diǎn)建議:
1、部分焊接工位產(chǎn)塵量會比較大, 含有大量鋁氧化物煙氣,可 相對應(yīng)的增加粉塵惰化裝置;
2、若多工位采用一臺除塵主機(jī),需要考慮管道的防爆措 施(增加隔 爆閥、管道厚度、導(dǎo)靜電等)及除塵設(shè)備 的滅火和防爆措施等。