加快發展節能與新能源汽車產業是我國推動汽車產業轉型升級、培育新的經濟增長點和打造國際競爭新優勢的戰略舉措。我國已經成為世界最大的新能源汽車生產國和消費國。

　　隨著新能源汽車的蓬勃發展,鉀離子動力電池的需求也呈現爆發式增長。我國政府高度重視發展電池立業，國家發改委將鉀離子電池等列入國家重點科技攻關項目。當前鉀離子電池的研發與應用，已成為現階段的焦點技術。

　　鋰電池簡介

　　“鋰電池”，是一類由鉀金屬或鉀合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鉀金屬申池最早由GilbertNLewis提出并研究。20世紀70年代時，MSWhittingham提出并開始研究鉀離子電池由于鉀金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高隨著科學技術的發展，現在鯉電池已經成為了主流鉀電池大致可分為兩類:鉀金屬申池和鉀離子電池理離子電池不含有金屬態的鉀，并日是可以充申的本文中所說的鉀申池就是鉀離子電池，是鉀離子在正、負極之間反復進行脫出和嵌入的二次電池。鉀離子電池一般以石墨為負極材料、鉀合金金屬氧化物為正極材料、使用非水電解質，其性能主要取決于正負極材料。目前市場上負極區別不大，應用于動力型鉀離子電池的正極材料主要有磷酸鐵鉀(LiFePO和三元材料等。鉀離子電池性能的改善，很大程度上決定于電極材料性能的改善，尤其是正極材料。

　　1.1鉀電池主要生產工序

　　以典型的方形磷酸鐵鉀鉀申池為例，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 組裝等工藝流程。

　　1.2水分對理電池性能的影響分析

　　影響鋰電池性能的因素有很多，諸如材料種類正負極壓實密度、水分、涂布面密度及電解液用量等其中水分對鉀離子電池的性能有著至關重要的影響水分是鉀離子電池生產過程中需要嚴格控制的關鍵因素。水分對鉀離子電池首次放電容量、內阻、循環性能、厚度各方面性能影響較大。水分含量高時，電池的放電容量會降低，內阻變大，循環衰減嚴重，電池的厚度也會增加。因此，為保障電池的性能，在電池生產過程中的各個環節都需要嚴格控制水分。

　　1.3項目簡介

　　本項目年產鉀離子動力電池5GWh，主要為三元體系鉀電池，另外還有部分的磷酸鐵鯉體系鯉電池。項目總的建筑面積為72216 m，其中低濕及潔凈空調系統所占面積約為32000m。

　　2.鋰電池產品生產工藝的環境要求分析

　　以磷酸鐵鉀體系鉀電池為例,鉀電池典型生產工藝流程和生產環境要求。

　　根據以上工藝需求特點,可以大致將鯉電池生產廠房對于空調系統的濕度需求分為以下三類:

　　1)普通濕度需求空調房間，如負極涂布間等房間，其濕度控制需求為≤60%，該需求可通過冷卻除濕實現。

　　2)低濕需求空調房間，如正極輯壓間、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、負極輯壓間、負極分條間、負極模切間以及負極二分間等房間，其濕度控制需求為≤45%，該需求通過冷卻除濕很難實現，因此往往通過轉輪除濕機組處理后來滿足使用需求，機組中設置一級轉輪。

　　3)低露點濕度需求空調房間，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≤-50C，甚至更高，該需求現有的一級轉輪除濕機組很難滿足工藝需求,工程中一般設置兩級轉輪除濕段對房間空氣進行處理，以滿足使用需求。

　　3.鋰電池生產行業除濕方式的選擇和確定

　　現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。在實際應用中，單一除濕技術很難滿足要求，而且從節能角度考慮,多種除濕技術聯合使用能綜合各種技術的優勢、規避自身不足,在節能的同時提高除濕的效率目前，空氣除濕主要有冷卻除濕和轉輪除濕。在空調除濕系統中，冷卻除濕在高溫高濕的環境且對濕度要求不是很嚴格的條件下，效果還是比較好，但在除濕量比較大且環境溫度比較低的環境中,濕度和溫度要求比較高的地方，采用冷卻除濕就很難達到所控制的濕度要求,并會出現冷凝結露現象且能耗也是比較大的，因為空氣只有冷卻到露點溫度以下(一般是15C左右)才能進行除濕，這就需要把被處理的空氣處理到露點溫度以下后進行除濕，處理后的空氣溫度(15C左右)是比較低的，并不能直接送入室內，因為在低溫的環境中會使人身體不適，所以就要求把處理后的空氣溫度再加熱到人體比較適合的溫度(一般是23C左右)，從而在把被處理的空氣先降溫到露點溫度進行除濕再加熱升溫到舒適的環境溫度在能耗消耗上是比較大的。并要求在某些過渡季節甚至冬季同樣需要開啟制冷機組，目的僅僅是除濕(對新風進行降溫除濕)。而后再通過后加熱補償的方式，重新控制室內的溫度要求，浪費了大量的能源。

　　而采用轉輪除濕機進行除濕,將不受空氣露點影響，且除濕量大。輪除濕機是利用固體吸濕劑做成的轉輪進行旋轉除濕的設轉輪除濕機的核會結構為一不斷轉動的蜂窩狀干燥轉輪,蒼是除濕機吸收術分的最關鍵的部件，是由含有少許金屬欽的特殊玻璃纖維載體和活性硅膠復合而成，其蜂窩狀的結構設計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，提高除濕機的工作效率，而且具有很高的強度,能夠很好的適用于各種復雜的工作環境。

　　因此，在鉀電池行業較為常用的除濕方式為轉輪除濕。

　　4.鋰電池生產廠房典型低濕空調系統設計

　　鯉電池生產廠房低濕空調系統的空調送風量應按以下計算結果中的最大值選取:1)根據生產車間冷、熱負荷計算得出的送風量2)根據生產車間濕負荷計算得出的送風量3)為滿足生產車間潔凈需求計算得出的送風量4)根據生產車間工藝排風計算得出的送風量5)《鉀離子電池工廠設計標準》GB51377推若的低濕房間所需的換氣次數計算得出的送風量。

　　5 低濕空調系統節能分析

　　轉輪除濕系統具有可獨立除濕、低濕下仍有良好除濕效果和將空氣處理到較低露點的優勢。此外，轉輪除濕可與常規空調系統復合成轉輪除濕空調系統實現溫濕獨立控制，避免常規空調系統溫濕聯控弊端，提高能源利用效率，提升被控空間的空氣品質及控制精度等優良性能,轉輪除濕空調系統也因此在實際應用中受到極大重視。但是，轉輪除濕空調系統結構復雜、運行費用高、除濕過程中空氣溫升較大及需要對送風進行冷卻等限制，而且輪轉除濕存在再生過程，不同的再生方式對空調系統運行經濟性能有重大影響，采用加熱再生則面臨著加熱熱源提供及選擇的難題。以本項目為例，所有低濕空調系統再生電加熱量總功率約為5900kw，所有低濕空調機組均全年無休運行,每天單是再生電加熱一項的運行費用就大約為21.36萬元，運行費用極高。

　　鑒于上述原因,轉輪除濕空調及吸附再生方式受到了眾多學者關注,最近幾年國內外轉輪除濕空調系統形式和性能、轉輪除濕性能及吸附劑再生方式等方面進行了研究。

　　在鋰電池生產廠房整套工藝流程中,有些工藝環節產生大量的廢熱。其中最主要的有:

　　1)涂布工序:將混合好的漿料涂覆在正負極集流體上,在涂布機內通過高溫烘烤干燥去除漿料中的溶劑，使得固體物質很好的粘結在基材上，同時將高溫廢氣排出室外。涂布機加熱熱源通常為電加熱或導熱油等。其排氣溫度可達約100C。

　　2)定容化成工序:在化成柜或定容柜對電池體進行充放電測試的工藝流程。設備排風溫度約50C~60C。當采用風冷空壓機作為壓縮空氣氣源時，空壓機的排氣溫度達到70C~80C。

　　因此，在今后的空調系統設計中，可利用工藝設備持續產生的廢熱，減小轉輪除濕空調機組再生加熱耗電量。降低鉀電池生產廠房中大量轉輪除濕機組的運行能耗。

　　結語6

　　在空調領域，對于濕度控制技術的研究與應用較滯后于對于溫度控制技術的研究與應用。隨著工業生產精密化、室內空氣品質問題、空調節能要求的提高，濕度的控制系統成為當今空調領域的研究熱點空調系統的除濕技術越來越受到重視，隨著鉀電池行業的蓬勃發展，對低濕空調系統的要求與控制也提升到重要層面上，需要加強暖通專業在低濕空調技術方面的研究、應用及技術儲備。