加快发展节能与新能源汽车产业是我国推动汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和打造国际竞争新优势的战略举措。我国已经成为世界最大的新能源汽车生产国和消费国。

　　随着新能源汽车的蓬勃发展,钾离子动力电池的需求也呈现爆发式增长。我国政府高度重视发展电池立业，国家发改委将钾离子电池等列入国家重点科技攻关项目。当前钾离子电池的研发与应用，已成为现阶段的焦点技术。

　　锂电池简介

　　“锂电池”，是一类由钾金属或钾合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年钾金属申池最早由GilbertNLewis提出并研究。20世纪70年代时，MSWhittingham提出并开始研究钾离子电池由于钾金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高随着科学技术的发展，现在鲤电池已经成为了主流钾电池大致可分为两类:钾金属申池和钾离子电池理离子电池不含有金属态的钾，并日是可以充申的本文中所说的钾申池就是钾离子电池，是钾离子在正、负极之间反复进行脱出和嵌入的二次电池。钾离子电池一般以石墨为负极材料、钾合金金属氧化物为正极材料、使用非水电解质，其性能主要取决于正负极材料。目前市场上负极区别不大，应用于动力型钾离子电池的正极材料主要有磷酸铁钾(LiFePO和三元材料等。钾离子电池性能的改善，很大程度上决定于电极材料性能的改善，尤其是正极材料。

　　1.1钾电池主要生产工序

　　以典型的方形磷酸铁钾钾申池为例，其主要工序有合浆→涂布→辊压→分条→模切→卷绕→装配→干燥→一次注液→化成→二次注液→激光封孔→检漏贴膜→静置→定容→分选→模块组装→pack 组装等工艺流程。

　　1.2水分对理电池性能的影响分析

　　影响锂电池性能的因素有很多，诸如材料种类正负极压实密度、水分、涂布面密度及电解液用量等其中水分对钾离子电池的性能有着至关重要的影响水分是钾离子电池生产过程中需要严格控制的关键因素。水分对钾离子电池首次放电容量、内阻、循环性能、厚度各方面性能影响较大。水分含量高时，电池的放电容量会降低，内阻变大，循环衰减严重，电池的厚度也会增加。因此，为保障电池的性能，在电池生产过程中的各个环节都需要严格控制水分。

　　1.3项目简介

　　本项目年产钾离子动力电池5GWh，主要为三元体系钾电池，另外还有部分的磷酸铁鲤体系鲤电池。项目总的建筑面积为72216 m，其中低湿及洁净空调系统所占面积约为32000m。

　　2.锂电池产品生产工艺的环境要求分析

　　以磷酸铁钾体系钾电池为例,钾电池典型生产工艺流程和生产环境要求。

　　根据以上工艺需求特点,可以大致将鲤电池生产厂房对于空调系统的湿度需求分为以下三类:

　　1)普通湿度需求空调房间，如负极涂布间等房间，其湿度控制需求为≤60%，该需求可通过冷却除湿实现。

　　2)低湿需求空调房间，如正极辑压间、正极分条间、正极模切间以及正极二分间等房间，其湿度控制需求为≤20%，以及正极涂布间、负极辑压间、负极分条间、负极模切间以及负极二分间等房间，其湿度控制需求为≤45%，该需求通过冷却除湿很难实现，因此往往通过转轮除湿机组处理后来满足使用需求，机组中设置一级转轮。

　　3)低露点湿度需求空调房间，如干燥间、化成间以及注液间等房间，其湿度控制需求为露点≤-50C，甚至更高，该需求现有的一级转轮除湿机组很难满足工艺需求,工程中一般设置两级转轮除湿段对房间空气进行处理，以满足使用需求。

　　3.锂电池生产行业除湿方式的选择和确定

　　现行的空气除湿方式有很多种，包括冷却除湿液体吸附剂除湿，固体吸附剂除湿，膜除湿等。在实际应用中，单一除湿技术很难满足要求，而且从节能角度考虑,多种除湿技术联合使用能综合各种技术的优势、规避自身不足,在节能的同时提高除湿的效率目前，空气除湿主要有冷却除湿和转轮除湿。在空调除湿系统中，冷却除湿在高温高湿的环境且对湿度要求不是很严格的条件下，效果还是比较好，但在除湿量比较大且环境温度比较低的环境中,湿度和温度要求比较高的地方，采用冷却除湿就很难达到所控制的湿度要求,并会出现冷凝结露现象且能耗也是比较大的，因为空气只有冷却到露点温度以下(一般是15C左右)才能进行除湿，这就需要把被处理的空气处理到露点温度以下后进行除湿，处理后的空气温度(15C左右)是比较低的，并不能直接送入室内，因为在低温的环境中会使人身体不适，所以就要求把处理后的空气温度再加热到人体比较适合的温度(一般是23C左右)，从而在把被处理的空气先降温到露点温度进行除湿再加热升温到舒适的环境温度在能耗消耗上是比较大的。并要求在某些过渡季节甚至冬季同样需要开启制冷机组，目的仅仅是除湿(对新风进行降温除湿)。而后再通过后加热补偿的方式，重新控制室内的温度要求，浪费了大量的能源。

　　而采用转轮除湿机进行除湿,将不受空气露点影响，且除湿量大。轮除湿机是利用固体吸湿剂做成的转轮进行旋转除湿的设转轮除湿机的核会结构为一不断转动的蜂窝状干燥转轮,苍是除湿机吸收术分的最关键的部件，是由含有少许金属钦的特殊玻璃纤维载体和活性硅胶复合而成，其蜂窝状的结构设计不仅能够极大限度的附着吸湿剂,增加湿空气与吸湿剂相互接触的表面积，提高除湿机的工作效率，而且具有很高的强度,能够很好的适用于各种复杂的工作环境。

　　因此，在钾电池行业较为常用的除湿方式为转轮除湿。

　　4.锂电池生产厂房典型低湿空调系统设计

　　鲤电池生产厂房低湿空调系统的空调送风量应按以下计算结果中的最大值选取:1)根据生产车间冷、热负荷计算得出的送风量2)根据生产车间湿负荷计算得出的送风量3)为满足生产车间洁净需求计算得出的送风量4)根据生产车间工艺排风计算得出的送风量5)《钾离子电池工厂设计标准》GB51377推若的低湿房间所需的换气次数计算得出的送风量。

　　5 低湿空调系统节能分析

　　转轮除湿系统具有可独立除湿、低湿下仍有良好除湿效果和将空气处理到较低露点的优势。此外，转轮除湿可与常规空调系统复合成转轮除湿空调系统实现温湿独立控制，避免常规空调系统温湿联控弊端，提高能源利用效率，提升被控空间的空气品质及控制精度等优良性能,转轮除湿空调系统也因此在实际应用中受到极大重视。但是，转轮除湿空调系统结构复杂、运行费用高、除湿过程中空气温升较大及需要对送风进行冷却等限制，而且轮转除湿存在再生过程，不同的再生方式对空调系统运行经济性能有重大影响，采用加热再生则面临着加热热源提供及选择的难题。以本项目为例，所有低湿空调系统再生电加热量总功率约为5900kw，所有低湿空调机组均全年无休运行,每天单是再生电加热一项的运行费用就大约为21.36万元，运行费用极高。

　　鉴于上述原因,转轮除湿空调及吸附再生方式受到了众多学者关注,最近几年国内外转轮除湿空调系统形式和性能、转轮除湿性能及吸附剂再生方式等方面进行了研究。

　　在锂电池生产厂房整套工艺流程中,有些工艺环节产生大量的废热。其中最主要的有:

　　1)涂布工序:将混合好的浆料涂覆在正负极集流体上,在涂布机内通过高温烘烤干燥去除浆料中的溶剂，使得固体物质很好的粘结在基材上，同时将高温废气排出室外。涂布机加热热源通常为电加热或导热油等。其排气温度可达约100C。

　　2)定容化成工序:在化成柜或定容柜对电池体进行充放电测试的工艺流程。设备排风温度约50C~60C。当采用风冷空压机作为压缩空气气源时，空压机的排气温度达到70C~80C。

　　因此，在今后的空调系统设计中，可利用工艺设备持续产生的废热，减小转轮除湿空调机组再生加热耗电量。降低钾电池生产厂房中大量转轮除湿机组的运行能耗。

　　结语6

　　在空调领域，对于湿度控制技术的研究与应用较滞后于对于温度控制技术的研究与应用。随着工业生产精密化、室内空气品质问题、空调节能要求的提高，湿度的控制系统成为当今空调领域的研究热点空调系统的除湿技术越来越受到重视，随着钾电池行业的蓬勃发展，对低湿空调系统的要求与控制也提升到重要层面上，需要加强暖通专业在低湿空调技术方面的研究、应用及技术储备。