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鋰電池?zé)o塵車間潔凈廠房設(shè)計(jì)與施工方案
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隨著我國(guó)新能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,鋰電池被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、工業(yè)儲(chǔ)能等領(lǐng)域。近年來(lái)隨著新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)的爆發(fā)和迅猛發(fā)展,帶動(dòng)著動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)的迅速發(fā)展,同時(shí)也帶動(dòng)著對(duì)鋰電池潔凈廠房的建設(shè)需求。較多企業(yè)新涉足此行業(yè),但是對(duì)鋰電池廠房建設(shè)停留在原始階段,因技術(shù)問(wèn)題害怕出問(wèn)題而簡(jiǎn)單的提高建設(shè)要求,終導(dǎo)致施工過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)邊建邊拆邊改的情況,造成投資的浪費(fèi)。為使相關(guān)投資企業(yè)了解鋰電潔凈廠房的基本建設(shè)需求,避免盲目投資,中建南方為大家做提供一套簡(jiǎn)單的鋰電池廠房設(shè)計(jì)與施工方案。

   鋰電池生產(chǎn)廠房抗震設(shè)防分類應(yīng)符合現(xiàn)行[敏感詞]標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 20223的有關(guān)規(guī)定,抗震設(shè)防類別不應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類;結(jié)構(gòu)的抗震措施及抗震構(gòu)造措施應(yīng)符合現(xiàn)行[敏感詞]標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50011的有關(guān)規(guī)定。

   鋰電池廠房結(jié)構(gòu)的荷載作用效應(yīng)及作用組合應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行[敏感詞]標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50153、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB/T 50009、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50017、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50666、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50011等確定。

   一、廠房結(jié)構(gòu)

   廠房分自建廠房和租賃廠房,因鋰電潔凈廠房整體建筑面積大,比較難找到合適廠房租賃,大多數(shù)企業(yè)選擇自建廠房。自建廠房又分為混凝土框架結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu),各有優(yōu)劣?;炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)土建施工周期長(zhǎng),投資預(yù)算高,使用周期長(zhǎng),適合做長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的大中型企業(yè);鋼結(jié)構(gòu)廠房施工周期短,投資預(yù)算低,使用周期短,適合需要迅速發(fā)展的中小型企業(yè)。
   以上不管何種結(jié)構(gòu)廠房,均不宜建多層廠房,且均需充分考慮地基承重、樓面沉重、設(shè)備房大小、廠房消防等級(jí)等。設(shè)備房及輔助用房建議統(tǒng)一設(shè)置在某一側(cè)或某個(gè)集中區(qū)域。
   二、消防
   由于鋰材料的特殊化學(xué)性,又需滿足消防驗(yàn)收要求,在節(jié)約投資的情況下也也需要充分考慮到危險(xiǎn)的防范,此部分需特別注意。一般廠房為丙類廠房,消防涵蓋排煙、噴淋、報(bào)警、應(yīng)急照明等。注液區(qū)、電解液存放區(qū)、高溫房等危險(xiǎn)性較高區(qū)域,需單獨(dú)隔離防火分區(qū),各類設(shè)備考慮防爆及耐腐蝕要求等。

鋰離子電池生產(chǎn)車間環(huán)境溫濕度控制及配套設(shè)備

工種



配料

勻漿區(qū)

打膠區(qū)

溫度

≤30℃

溫度

26±5℃

濕度

≤45% RH

濕度

≤40% RH

粉塵度

≤25000個(gè)/立方英尺

粉塵度

≤25000個(gè)/立方英尺

涂布

涂布頭

涂布區(qū)

溫度

24±6℃

溫度

≤35℃

濕度

≤2% RH

濕度

≤45%RH

露點(diǎn)

≤-28℃

粉塵度

小于100萬(wàn)級(jí)

制片

車間環(huán)境


溫度

≤35℃

粉塵度

小于100萬(wàn)級(jí)

濕度

≤45%RH



組裝車間

車間環(huán)境


溫度

25±5℃



濕度

≤35% RH



注液封口

手套箱

車間環(huán)境

溫度

18~25℃

溫度

25±5℃

濕度

≤1% RH

濕度

≤35% RH

露點(diǎn)

≤-35℃



化成

常溫狀態(tài)

分容、檢測(cè)

溫度

20±2℃



濕度

RH45%~75%



   三、內(nèi)裝
   隔墻布局需綜合消防逃生、人流物流通道、生產(chǎn)設(shè)備的擺放等多方面因素。生產(chǎn)設(shè)備由于生產(chǎn)材料的不同(如三元鋰、磷酸鐵鋰等)及設(shè)備自動(dòng)化程度或廠家的不同,尺寸規(guī)格有較大出入。建設(shè)單位需在確定產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備后再結(jié)合考慮整體布局,有出入再做調(diào)整。
   由于存在高溫和低濕度環(huán)境的特殊性,隔墻、天花、門窗的選擇都需要注意。高溫房一般為單獨(dú)隔離分區(qū),圍護(hù)采用巖棉板材質(zhì),門體采用防火門。低濕度區(qū)域圍護(hù)采用隔墻巖棉板,天花玻鎂巖棉板,門體采用成型密閉門,玻璃采用雙層真空玻璃窗。地面普通環(huán)氧樹脂地面即可,涂布烤箱段無(wú)凈化等級(jí)要求,普通固化地面即可,攪拌和輥壓區(qū)域有較多重型設(shè)備,可以考慮不銹鋼花紋板地面。
   四、空調(diào)
   鋰電潔凈廠房一般廠區(qū)面積大,制冷總負(fù)荷大,需綜合計(jì)算全區(qū)域的總冷負(fù)荷,確定制冷主機(jī)冷量及安裝位置,考慮節(jié)能的需求,制冷主機(jī)盡量集中在冷凍站,并充分考慮后期擴(kuò)建連通預(yù)留管路閥門,再通過(guò)冷凍水管分區(qū)輸送冷源。北方省份還需考慮冬季防凍措施。
   鋰電潔凈廠房與其它行業(yè)的[敏感詞]不同是對(duì)濕度控制要求較高,除濕機(jī)組是保障環(huán)境露點(diǎn)的核心設(shè)備。除濕機(jī)組的選擇,車間圍護(hù)的密閉性,風(fēng)管的密閉性,人員數(shù)量,車間的管控都需綜合考慮。
   除濕機(jī)組盡量選擇市場(chǎng)知名度較高的品牌,車間隔墻天花嚴(yán)格施工工藝,門窗采用定制成型密閉型,風(fēng)管采用角鐵法蘭,注液等低濕度區(qū)域采用不銹鋼風(fēng)管。
空調(diào)部分的控制建議采用PLC控制,為便于操作使用整合安裝于各空調(diào)控制柜上。有投資預(yù)算的企業(yè)還可以采用中央控制,集中監(jiān)視。
   五、工藝管道
   鋰電池生產(chǎn)過(guò)程需要冷卻水、壓縮空氣、氮?dú)?、真空、給排水、排氣等。根據(jù)設(shè)備需求,統(tǒng)計(jì)整體用量,確定設(shè)備型號(hào)及安裝位置,根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備布局及需求量布置管道走向。
   需要注意的氣管部分是由于廠區(qū)面積大,管路損耗大,需要考慮在遠(yuǎn)端增加儲(chǔ)氣罐及環(huán)管。真空設(shè)備及管路部分需要區(qū)分電解液區(qū)域及普通區(qū)域。
   六、電氣

   鋰電潔凈廠房生產(chǎn)設(shè)備及空調(diào)等輔助設(shè)備較多,用電功率大。電房布置及變壓[敏感詞]小選擇需考慮整體用電負(fù)荷。供電分區(qū)、橋架走向、分級(jí)控制等為便于后期維護(hù)使用及用電安全需綜合考慮。
   電柜斷路器及電纜建議使用市場(chǎng)知名度較高的品牌,電線電纜均采用阻燃型,穿線管采用鍍鋅線管。照明部分建議采用LED光源,車間部分照度控制在250Lux至300Lux左右照度,倉(cāng)庫(kù)及設(shè)備房100Lux左右照度,應(yīng)急照明按消防規(guī)范及房間布局安裝,并考慮其它檢修照明及檢修插座等。
   七、總結(jié)
   由于電池生產(chǎn)環(huán)境要求的嚴(yán)苛,需充分考慮設(shè)計(jì)的完整和合理性、施工工藝的嚴(yán)格管控、節(jié)能、生產(chǎn)工藝及投資預(yù)算,兼顧平衡,確保鋰電潔凈廠房的順利建設(shè)投產(chǎn)。鋰電池生產(chǎn)注重的要求為溫濕度要求,基本濕度低于4%。環(huán)境一般以密閉空間,溫度一般以一般空調(diào)為主,但濕度有特別要求。較少做潔凈室要求,一般只在除濕空調(diào)箱內(nèi)加設(shè)亞高效,生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)不產(chǎn)塵,無(wú)其它污染源。鋰電池注液是要求的濕度就是1%,濕度大電池容易爆炸,溫度也就是室溫22。因此做電池?zé)o塵車間潔凈廠房是一定要充分做好前期施工組織方案,并根據(jù)要求做施工工作。

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