千億級(jí)鋰電市場為何缺不了除濕空調(diào)?
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有數(shù)據(jù)顯示,2023年上半年,規(guī)模以上鋰離子電池制造業(yè)增加值同比增長29.7%。除了以往的動(dòng)力電池應(yīng)用外,受益于儲(chǔ)能的高速發(fā)展,鋰電池應(yīng)用又迎來了新增長點(diǎn)。

而鋰電池生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境要求的苛刻,也使得除濕空調(diào)在廠房建設(shè)和生產(chǎn)過程中不可或缺。伴隨鋰電池產(chǎn)業(yè)的高速增長,中央空調(diào)產(chǎn)業(yè)的這一細(xì)分市場得以邁入發(fā)展“快車道”。
01、為什么鋰電離不了除濕空調(diào)
1.1、鋰電池主要生產(chǎn)工序
以典型的方形磷酸鐵鋰鋰電池為例,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。

1.2、水分對(duì)鋰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(shí)密度、水分、涂布面密度及電解液用量等。其中水分對(duì)鋰離子電池的性能有著至關(guān)重要的影響,水分是鋰離子電池生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制的關(guān)鍵因素。水分對(duì)鋰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(shí),電池的放電容量會(huì)降低,內(nèi)阻變大,循環(huán)衰減嚴(yán)重,電池的厚度也會(huì)增加。因此,為保障電池的性能,在電池生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格控制水分。
1.3、鋰電池生產(chǎn)對(duì)濕度的需求
根據(jù)鋰電池生產(chǎn)工藝需求,可以大致將鋰電池生產(chǎn)廠房對(duì)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(shí)現(xiàn)。
2)低濕需求空調(diào)房間,如正極輥壓間、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)極輥壓間、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(shí)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(jí)轉(zhuǎn)輪。
3)低露點(diǎn)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(diǎn)≤-50℃,甚至更高,該需求現(xiàn)有的一級(jí)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(jí)轉(zhuǎn)輪除濕段對(duì)房間空氣進(jìn)行處理,以滿足使用需求。
02、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(shí)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(shí)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(duì)濕度要求不是很嚴(yán)格的條件下,效果比較好,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,采用冷卻除濕很難達(dá)到濕度要求,并會(huì)出現(xiàn)冷凝結(jié)露現(xiàn)象且能耗也比較大。
而采用轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)行除濕,不受空氣露點(diǎn)影響,且除濕量大。轉(zhuǎn)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)備。
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,在鋰電池行業(yè)較為常用的除濕方式為轉(zhuǎn)輪除濕。
03、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(dú)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)溫濕獨(dú)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(shí)際應(yīng)用中受到極大重視。

轉(zhuǎn)輪除濕流程
但是,轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高、除濕過程中空氣溫升較大及需要對(duì)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(duì)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)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。
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)很好地粘結(jié)在基材上,同時(shí)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)嵊偷取F渑艢鉁囟瓤蛇_(dá)約100℃。
2)定容化成工序:在化成柜或定容柜對(duì)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50℃~60℃。當(dāng)采用風(fēng)冷空壓機(jī)作為壓縮空氣氣源時(shí),空壓機(jī)的排氣溫度達(dá)到70℃~80℃。
因此,在今后的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。降低鋰電池生產(chǎn)廠房中大量轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組的運(yùn)行能耗。
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