風淋室在鋰離子電池干燥間的應用

     由于電動汽車產業在國內快速發展，對鋰離子電池形成了巨大的市場需求，眾多電池廠家也紛紛擴增產能，一些企業也借著這股東風進軍鋰離子電池產業，作為一個業內人士，bacclean深知鋰離子電池產業并非看上去那么美，特別是關于鋰離子電池工廠也是一筆不小的開支，今天bacclean主要向大家介紹風淋室在鋰離子電池工廠干燥間的應用。

     關于風淋室，我們在前方也介紹過：風淋室在鋰離子電池生產車間的應用,大家有空也可以做下參考。

　　鋰離子電池產業不僅初期的建設投資巨大，后期的運營也需要消耗巨額資金。鋰離子池產線上的重要一環——干燥間的投資和運營成本是非常的巨大的。

　　鋰離子電池的工作電壓可以高達4.2V，因此其電解液只能使用有機體系，通常采用的鋰鹽一般是六氟磷酸鋰，使得整個鋰離子電池生產過程對水分十分的敏感，因此干燥間是鋰離子電池，特別是規模化生產的鋰離子電池廠家所必備的。

　　為了滿足鋰離子電池對水分控制的需求，通常干燥間水分需要控制在100ppm(體積分數)以下，整個空氣除濕和加熱升溫的過程需要消耗巨大的電量，以一個16000m3的干燥間為例，通常其動力需求在400kW左右。

　　干燥間通常被設計為一個密封空間，其進氣的水分含量通常被控制在15ppm左右，干燥空氣的流量一般是通過水分傳感器進行控制，從而保證整個干燥間的空氣濕度維持在100ppm以下。本文將建立一個模型，用于分析干燥間投資與運營成本在鋰離子電池成本中所占的比例。

　　該模型設計每年生產能力為10,000組電動汽車動力電池組，建設投資分為6年進行償還，干燥間內空間設計為16,000立方米。

　　干燥間前端使用的氣體為33℃，相對濕度為50%或2.5vol%的空氣，首先這部分空氣被降溫到9℃，以便去除其中的水分，然后這部分干燥氣體，將會與干燥間排出的氣體進行混合，混合后的氣體溫度為24℃，濕度為0.07vol%，混合氣體會被再次降溫到10℃，然后混合氣體大部分(95%)會被送回到干燥間內，一小部分(5%)會被當作清洗氣流最終離開系統，最終干燥間內部的濕度控制在15ppm左右，溫度控制在25℃。清洗流量低(5%)是該系統最大的優點，這可以顯著的減少氣體降溫和加熱耗能。

     干燥間內的水分主要來自人體，負極電極含有的水分，風淋室開關帶入的氣體等，需要據此設計氣體流量以保證從干燥間內流出的氣體濕度控制在100ppm，或者更低。為達到上述要求，氣體流量要控制在20m3/s，干燥氣體在干燥間內的停留時間為13.6min。

      風淋室在這里的應用是為了去除掉工作人員進入車間上的灰塵，是不可或許的設備之一。

　　預計干燥間內的產熱功率為250kW，因此需要保證進入的干燥氣溫度為14℃，從而保證從干燥間內氣體溫度在25左右。

　　那么我們現在來簡單的計算一下在干燥間運行的過程中所需要的能耗功率，干燥機組的主制冷機最大功率為426kW，加上前端預制冷總制冷功率為483kW，假設功率系數為3.5，則總的制冷電功率為138kW，風機總功率為167kW，因此制冷和風機總功率為305kW，加熱功率主要集中在后端的加熱63kW和除濕輪的再生加熱功率30kW，因此干燥機組的總操作功率為398kW。

　　如果考慮制冷和風機動力由天然氣供給，而天然氣的效率為0.4，因此干燥機組的總功率就變為856kW。

　　這樣的一個干燥間的基礎費用包含，設備成本為74,1000美元，每年的電費和天然氣費用約為150,000美元，人工成本(14人為例)約為78,000美元，公共事業費用約為180,000美元。

這還僅僅是干燥間投資成本，不包括干燥間內部用于電池生產的設備，像卷繞機，注液機，封口機等設備都需要投入巨額的資金。鋰離子電池電極的勻漿、涂布、碾壓和分切設備都是動輒幾百萬，所以鋰離子電池行業不僅僅是一個技術密集型的行業，也是一個資本密集型的行業，投資鋰電行業需要雄厚的資金基礎和強大的技術支撐。

當然風淋室在鋰離子電池干燥間所占有的費用比率是非常小的，只是其中的一小部分而已，但是卻又是屬于必備的設備。

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