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鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備有哪些

來(lái)源:存能電氣  日期:2019-07-19 16:55  瀏覽量:

  鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備有哪些?對(duì)應(yīng)鋰電池的生產(chǎn),需要相當(dāng)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(dòng)力來(lái)源、運(yùn)行狀態(tài),一定程度上決定了一個(gè)工廠的現(xiàn)代化、自動(dòng)化水平,且很大程度影響了電芯制造的品質(zhì)。以下,我們來(lái)說(shuō)說(shuō)這些鋰電池生產(chǎn)加工工廠輔助設(shè)備。

鋰電池.jpg

  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(dòng)力設(shè)備和環(huán)境控制設(shè)備。

  ●動(dòng)力設(shè)備

  動(dòng)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(dòng)力發(fā)生設(shè)備(蒸汽鍋爐、汽油機(jī)、發(fā)電機(jī)等)、動(dòng)力輸送設(shè)備(變壓器、配電盤(pán)、整流器等)、動(dòng)力消耗設(shè)備(電動(dòng)機(jī)、電爐、電氣器械等)。以下,我們就單個(gè)設(shè)備功能做簡(jiǎn)要介紹。

  1、鍋爐

  其實(shí)不只是電池廠,很多工廠都有這個(gè)設(shè)備,鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時(shí)進(jìn)行,水進(jìn)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(yīng)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?zé)煔馔ㄟ^(guò)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(guò)處理,常用到涂布機(jī)極片烘干上,老化房,除濕機(jī)上面。

  2、空壓機(jī)

  壓縮空氣可以用空壓機(jī)制作,空氣具有可壓縮性,經(jīng)空氣壓縮機(jī)做機(jī)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(dòng)力源。與其它能源比,它具有下列明顯的特點(diǎn):清晰透明,輸送方便,沒(méi)有特殊的有害性能,沒(méi)有起火危險(xiǎn),不怕超負(fù)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?yàn)樗氖褂?,可以說(shuō)在現(xiàn)在自動(dòng)化車(chē)間,相當(dāng)?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(jī)械動(dòng)作,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。我們電池車(chē)間的物流線托盤(pán)提升機(jī)、機(jī)械手抓取電池、物料傳送都可以使用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)控制。

  3、真空泵

  如果說(shuō)壓縮空氣是對(duì)空氣的壓縮,那么真空則是對(duì)空氣的抽取。此處我們使用的是真空泵,真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來(lái)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(shí)候,我們的工步都是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的,特別是鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)車(chē)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(cè)電池的氣密性,也需要抽真空,通過(guò)保壓后檢測(cè)氣壓壓降,來(lái)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(huì)進(jìn)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(fù)壓化成,鋰電池在化成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體,需要對(duì)電池進(jìn)行抽真空,減少析鋰的可能性。

  4、制氮機(jī)

  制氮機(jī),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?dú)獾脑O(shè)備。我們通常需要的是氮?dú)?,氮?dú)馐且环N惰性氣體,化學(xué)性質(zhì)不活潑。

  在電池工廠,需要氮?dú)獾牡胤揭埠芏?,基本上很多有抽真空的地方,都有氮?dú)獾男枨?。?duì)于氮?dú)獾淖饔茫以谥皩?xiě)激光焊接時(shí)候也有說(shuō)過(guò),在激光焊接時(shí),主要起保護(hù)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?dú)?,主要是用于破真空、加快熱傳?dǎo)等功能,破真空應(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于外部,此時(shí),為了避免對(duì)電池,對(duì)設(shè)備造成損害,充入氮?dú)饩S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?yàn)檎婵諟y(cè)氣密性,近些年來(lái),檢測(cè)的漏判、錯(cuò)判并不理想,所以現(xiàn)在有使用氦氣來(lái)檢測(cè)電池密封性能。能精確泄露值可以到1pa左右。不過(guò)使用量較少,故而多是外購(gòu),不需專門(mén)的制造氦氣的設(shè)備。

  眾所周知,鋰電池生產(chǎn)對(duì)環(huán)境要求很?chē)?yán)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(gè)車(chē)間應(yīng)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(chē)間生產(chǎn)生產(chǎn)所需要的控制車(chē)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(jī)、除塵機(jī)、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(kāi)工廠的工藝文件,在正極合漿工序,你會(huì)看到加入打膠所需的NMP,再加入PVDF打膠,加入正極主材和導(dǎo)電劑,充分?jǐn)嚢?,然后合漿完成。在涂布工序,經(jīng)過(guò)烘箱,把NMP回收,經(jīng)過(guò)處理的氣體才可排到空氣中。

  用過(guò)的,臟廢的N-甲基吡咯烷酮因其沸點(diǎn)比較高,所以不能采用直接回收方法,可以通過(guò)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(jiàn)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(pán)管使得NMP從空氣中冷凝出來(lái),然后通過(guò)收集提純達(dá)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(gè)區(qū)域,一個(gè)是處理區(qū)、一個(gè)是冷卻區(qū)、一個(gè)是脫附區(qū),VOC轉(zhuǎn)輪在工作過(guò)程中緩慢的旋轉(zhuǎn),含有有機(jī)溶劑需要處理的氣體從處理區(qū)流過(guò)后變成相對(duì)干凈的氣體,處理后的氣體中有機(jī)溶劑的含量最低可降至50ppm以下。另一部分含有機(jī)溶劑的空氣在再生風(fēng)機(jī)的作用下從冷卻區(qū)流過(guò),然后被加熱到一定的溫度后,從轉(zhuǎn)輪再生區(qū)域流過(guò),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(jī)溶劑蒸發(fā)出來(lái)隨再生空氣帶走。轉(zhuǎn)輪工作時(shí),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(jī)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(duì)較低,轉(zhuǎn)輪式能耗較高,但是比較環(huán)保,廢氣處理過(guò)后可直接排放到大氣中。

  2、除濕機(jī)

  一般可分為民用除濕機(jī)和工業(yè)除濕機(jī)兩大類,屬于空調(diào)家庭中的一個(gè)成員。通常,常規(guī)除濕機(jī)由壓縮機(jī)、熱交換器、風(fēng)扇、盛水器、機(jī)殼及控制器組成。

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

  鋰電池車(chē)間對(duì)濕度要求嚴(yán)格,濕度我們有一個(gè)相對(duì)濕度(RH)和露點(diǎn)(℃)來(lái)表示,在一定溫度下,兩者可以換算。在鋰電池車(chē)間,不要求濕度時(shí),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(diǎn),嚴(yán)格控制水分。

  3、除塵機(jī)

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

  除塵機(jī),除了某些設(shè)備自帶集塵除塵功能外,比如激光切割機(jī),會(huì)對(duì)切過(guò)后的粉塵進(jìn)行收集,并排放到室外,但大部門(mén)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(jí)來(lái)表示,比如常用的100000級(jí),10000級(jí),數(shù)字越小,潔凈度越高。

  FFU英文全稱為(FanFilterUnit),中文為風(fēng)機(jī)過(guò)濾機(jī)組。FFU設(shè)有初、高效兩級(jí)過(guò)濾網(wǎng)。風(fēng)機(jī)從FFU頂部將空氣吸入并經(jīng)初、高效過(guò)濾器過(guò)濾,過(guò)濾后的潔凈空氣在整個(gè)出風(fēng)面以0.45M/S±20%的風(fēng)速勻速送出,可多臺(tái)串聯(lián),達(dá)到凈化空氣的效果。FFU工作時(shí)間長(zhǎng),低噪聲、免維護(hù)、震動(dòng)小、可無(wú)級(jí)調(diào)速,風(fēng)速均勻,安裝方便等。

  4、空調(diào)

  車(chē)間空調(diào)最大特點(diǎn)在于省電環(huán)保,同時(shí)具備出色的降溫效果。車(chē)間空調(diào)主要分為水冷空調(diào)和水蒸發(fā)空調(diào)機(jī)(濕簾冷風(fēng)機(jī)),水冷空調(diào)的降溫原理是:水份蒸發(fā)時(shí)帶走周?chē)臒崃浚瑥亩箍諝獾臏囟冉档?。適用范圍主要是對(duì)要求濕度較高的場(chǎng)所(如紡織、種植等),設(shè)計(jì)時(shí)可采用部分室內(nèi)安裝。

  將車(chē)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(shí)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(wú)形中為企業(yè)節(jié)省下一筆維修和更新的費(fèi)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(kāi)水,常用的地方有負(fù)極涂布時(shí)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(dá)到帶走熱量,降溫的目的,設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量,熱量過(guò)大會(huì)損壞設(shè)備,故而需冷卻水循環(huán),帶走熱量,維護(hù)設(shè)備。冷凍水則是具有降溫的功能,常常在空調(diào)機(jī)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(jī)組和冷水機(jī)組。純水制備機(jī)組,用于制備去離子水,電導(dǎo)率達(dá)到我們的要求后,才可用于鋰電池負(fù)極漿料混合、鋰電池清洗等工序。冷水機(jī)組多是用于空調(diào)等系統(tǒng),達(dá)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(yùn)工具、托盤(pán)、物流線。

  7、轉(zhuǎn)運(yùn)工具

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

  8、托盤(pán)

  之所以單獨(dú)提出來(lái)托盤(pán),是因?yàn)橥斜P(pán)在電池廠中擔(dān)負(fù)了所有半成品電芯和成品電芯的轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存功能。一個(gè)合適的托盤(pán),可以對(duì)電芯起到很好的承載和保護(hù)作用。我曾經(jīng)見(jiàn)過(guò)滿載電芯的托盤(pán)從3米高的架子上跌落,托盤(pán)完好無(wú)損,電池也沒(méi)有泄露出來(lái),倒是地面破損了些,也曾見(jiàn)識(shí)過(guò)托盤(pán)被提升機(jī)夾住,變形扭曲,擠壓半小時(shí)后,還能繼續(xù)使用。

  在鋰電池車(chē)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(pán),一般運(yùn)送的是一到兩個(gè)卷芯,不直接運(yùn)送電池,但是需注意對(duì)卷芯表面的保護(hù)以及托盤(pán)的清潔,卷芯在沒(méi)有殼體保護(hù)下是非常脆弱的。化成分容區(qū)域托盤(pán)則是運(yùn)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(diǎn)式,一個(gè)柜子可同時(shí)對(duì)數(shù)十只電池同時(shí)進(jìn)行充放電,靠人工搬運(yùn)到高高的柜子上去并不現(xiàn)實(shí)。

  9、物流線

  物流線,則是利用物流設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)的總和,托盤(pán)的運(yùn)輸,傳送,都需要有一個(gè)路徑,就像有秩序的在高速上開(kāi)車(chē)一樣,現(xiàn)在物流線的應(yīng)用,極大地提高了工廠的效率,也是無(wú)人工廠的得力助手。

  鋰電池車(chē)間的物流線,主要集中在了組裝線后,從卷芯卷繞后,通過(guò)小的專用托盤(pán)運(yùn)過(guò)去進(jìn)行熱壓、貼膠、預(yù)焊、入殼、蓋板焊接等工序。組裝完成后,再通過(guò)物流線運(yùn)送到化成、分容,剛才也有講過(guò),化成分容有可能是很高的立體柜子,此時(shí)就需要堆垛機(jī)把一盤(pán)盤(pán)滿載的電池運(yùn)送到各層柜點(diǎn)上去,結(jié)束后再運(yùn)出來(lái),通過(guò)物流線,運(yùn)送到立體的庫(kù)位存儲(chǔ),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(jià)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(wàn)元,鋰電池組的組裝成套設(shè)備2萬(wàn)元到幾百萬(wàn)的自動(dòng)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(jià)位不等,還有一點(diǎn)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(jià)格在幾千至幾萬(wàn)不等,廠家在一無(wú)所知得情況下沒(méi)辦法報(bào)價(jià),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(yán)格和復(fù)雜,不同型號(hào)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(lái)生產(chǎn)加工鋰電池組規(guī)模擴(kuò)大,鋰電池涉及到每個(gè)角落,都是促進(jìn)鋰電池生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素。

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