
一、洁净度:按工序分级,严控微粒防短路
新能源电池的极片、隔膜等核心部件,对金属粉尘、微小颗粒物 “零容忍”—— 哪怕微米级的杂质附着,都可能在后续工序中刺穿隔膜,引发电池内部短路,最终导致热失控。因此,无尘车间需按工序划分洁净等级,实现 “精准控污”:
电极制程核心区(涂布、辊压):作为电池制造的关键环节,极片涂布时若沾染粉尘,会直接影响涂层均匀性;辊压过程中杂质可能嵌入极片,埋下安全隐患。这一区域需达到万级(ISO 7)甚至千级(ISO 6)洁净度,即每立方米空气中≥0.5μm 的微粒数≤35.2 万颗(ISO 7)或≤3.52 万颗(ISO 6),确保极片生产全程无杂质干扰。
组装工序区(叠片、卷绕、注液):叠片与卷绕需保证极片、隔膜的精准贴合,注液过程需避免空气污染物混入电解液。此区域洁净度要求稍低,但仍需达到十万级至万级(ISO 7-8),通过稳定的空气净化系统,防止微粒附着在电极或隔膜表面,保障组装精度与电解液纯度。
二、温湿度:低温低湿,锁住电池 “水分天敌”
水分是新能源电池的 “隐形杀手”—— 电解液中的锂盐(如 LiPF6)遇水会迅速分解,生成具有强腐蚀性的氢氟酸(HF),不仅会破坏电极结构、降低电池容量,还可能导致电池鼓胀、漏液,甚至引发安全事故。因此,无尘车间的温湿度控制需做到 “双重精准”:
温度控制:稳定在 20-25℃区间,避免温度波动导致极片收缩变形、电解液粘度变化。例如,涂布工序中温度过高可能导致浆料提前固化,温度过低则会影响涂层流动性,只有恒温环境才能保证极片质量稳定。
湿度控制:核心工序区相对湿度需≤20%(RH≤20%),部分高要求工序(如电解液配制、注液)甚至需控制在 RH≤10%。通过除湿机组、干燥空气输送系统,将车间内水分含量降至最低,从源头杜绝锂盐水解风险,确保电池长期循环寿命与安全性。
三、压差与气流:定向控流,防止交叉污染
新能源电池无尘车间的不同工序区,洁净度与湿度要求存在差异,若气流紊乱或压差失控,可能导致高洁净区被低洁净区污染、干燥区吸入潮湿空气。因此,压差与气流组织设计需遵循 “梯度控制” 原则:
压差梯度:高洁净度区域(如涂布区)需保持正压(相对相邻低洁净区压差≥5Pa),确保洁净空气向低洁净区流动,防止外部污染物渗入;湿度敏感区(如注液区)需与高湿区域(如清洗区)保持负压差,避免潮湿空气侵入。通过精准的压差监测与调节系统,维持各区域压力稳定,形成 “污染隔离带”。
气流组织:核心工序区(如涂布、注液)建议采用局部单向流(层流)设计,通过高效过滤器(HEPA)或超高效过滤器(ULPA)输送洁净空气,形成定向气流,快速带走区域内的微粒与水汽;非核心区域可采用非单向流(乱流),通过合理布置送回风口,保证空气循环效率,兼顾洁净度与能耗平衡。
四、材料与管控:从硬件到流程,全链条防污染
除了环境参数控制,无尘车间的材料选择与人员物料管控,同样是保障电池质量的关键:
材料与设备要求:车间墙体、地面需选用抗静电、无颗粒脱落的材料(如不锈钢净化墙板、环氧树脂地坪),避免材料老化产生杂质;生产设备(如涂布机、卷绕机)需采用密封式设计,减少设备运行时的粉尘泄漏,且与地面、墙面的接缝需做无缝处理,防止积尘滋生。
人员物料管控:人员进入车间需经过风淋室吹淋、更换无尘服(包括口罩、手套、鞋套),禁止携带化妆品、手机等可能产生微粒或水汽的物品;物料(如极片、隔膜、电解液)需通过传递窗消毒、除湿后进入洁净区,外包装需在缓冲区去除,避免外界污染物随物料带入。通过严格的流程管控,从 “人、机、料” 全维度切断污染源头。