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文章出處：技術(shù)支持|閱讀量：481|發(fā)表時間：2025-05-12
在全球能源轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)推動下，鋰電池作為新能源汽車和儲能系統(tǒng)的核心部件，其技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正加速發(fā)展。CATL、比亞迪等頭部企業(yè)憑借領(lǐng)先的實(shí)驗室體系，持續(xù)突破能量密度、循環(huán)壽命及安全性等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。建設(shè)與之同標(biāo)準(zhǔn)的鋰電池實(shí)驗室，不僅是企業(yè)提升核心競爭力的關(guān)鍵，更是推動行業(yè)技術(shù)升級的重要支撐。實(shí)驗室需以國際一流標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，覆蓋材料合成、電芯制造、性能測試及安全驗證全鏈條，同時深度融合數(shù)字化與智能化技術(shù)，打造高精度、高效率的研發(fā)平臺，為下一代電池技術(shù)創(chuàng)新奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。>>>商務(wù)洽談，點(diǎn)此處，在線咨詢
我國鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作都非常活躍，從側(cè)面也說明市場經(jīng)濟(jì)下，對鋰電池安全性能的不斷優(yōu)化及提升。這對電池廠商來說也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，測試、生產(chǎn)、檢測水平都要與時俱進(jìn)。所以對電池廠商來說，無論是實(shí)驗還是商業(yè)化生產(chǎn)場所，除了合規(guī)達(dá)標(biāo)以外都需要留足升級空間，以應(yīng)對不斷更新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)和已投入使用的鋰電池實(shí)驗室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T 18287、IEC 60960、IEC 62133等可知，實(shí)驗環(huán)境需符合鋰電池常見測試標(biāo)準(zhǔn)。
鋰電池研發(fā)實(shí)驗室是一種特殊的實(shí)驗室，本質(zhì)上屬于電池材料的研發(fā)實(shí)驗室，圍繞“電性能測試”“應(yīng)用安全性能測試”“環(huán)境適應(yīng)性能測試”三個方面展開科研。設(shè)施及裝修材料要選擇有優(yōu)良的耐腐蝕性和防靜電性能，例如實(shí)驗室的地面、墻壁、頂棚、工作臺面、接地設(shè)施等采用防靜電材料，保證實(shí)驗室操作人員和儀器設(shè)備的安全。同時，為了保證鋰電池的測試實(shí)驗的穩(wěn)定性和安全性，在技術(shù)層面施工的時候需要滿足每類鋰電池測試的環(huán)境要求，例如溫濕度、通排風(fēng)、氣路及管道、電磁輻射、凈化控制等。
這里要指出的是，如藥品研究一樣，管線不同實(shí)驗室的配置也有所差異。每個鋰電池實(shí)驗室研究的內(nèi)容也有寬泛及深耕的區(qū)別，在設(shè)計上就非統(tǒng)一模板。我們在工程中只需依據(jù)甲方客戶具體的實(shí)驗需求和實(shí)驗流程，按規(guī)范設(shè)置功能區(qū)保證每個實(shí)驗正常使用。場地條件與預(yù)算足夠的情況下，功能分區(qū)會更加細(xì)致，以確保測試環(huán)境精準(zhǔn)(場地與資金不充足的也可以適當(dāng)并區(qū))。以下是我們某電池實(shí)驗室的分區(qū)設(shè)置方案：
一、樣品準(zhǔn)備區(qū)
用于電池的拆解、組裝、初始狀態(tài)檢測。
配備防靜電工作臺、手套箱(惰性氣體環(huán)境)、精密電子秤等。
二、電性能測試區(qū)(核心區(qū)域)
主要進(jìn)行充放電測試、內(nèi)阻測試、倍率性能測試等。
該區(qū)域配備高精度電池測試系統(tǒng)(如Arbin、Maccor、新威等品牌設(shè)備)。
環(huán)境要求：恒溫(25±2℃)、濕度控制(40%~60%RH)。
三、安全測試區(qū)(防爆設(shè)計)
用于過充、過放、短路、針刺、熱失控等安全測試。
工程涉及：防爆墻、泄爆門窗、氣體滅火系統(tǒng)(如七氟丙烷)。
該區(qū)域配備高速攝像機(jī)、熱成像儀等監(jiān)測設(shè)備。
四、環(huán)境模擬測試區(qū)
模擬高低溫(-40℃~85℃)、濕熱、振動等極端環(huán)境。
該區(qū)域配置高低溫試驗箱、振動臺、鹽霧試驗機(jī)等。
五、數(shù)據(jù)分析與辦公區(qū)
用于數(shù)據(jù)存儲、分析及實(shí)驗管理，該區(qū)域配置高性能計算機(jī)及數(shù)據(jù)服務(wù)器。
以下是電池研發(fā)實(shí)驗室設(shè)計方案中的專業(yè)技術(shù)平臺的方案，可以按需配置，拿不準(zhǔn)的也可以聯(lián)系CEIDI西遞市場部021-62250299，我們可以幫忙引導(dǎo)梳理幫助技術(shù)落地。
空調(diào)系統(tǒng)方案
1. 空調(diào)配置
(1)干燥房與普通空調(diào)區(qū)域需獨(dú)立設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，以滿足差異化溫濕度需求。
(2)露點(diǎn)溫度差異顯著的干燥房應(yīng)配置獨(dú)立空調(diào)機(jī)組。
(3)潔凈干燥房與非潔凈干燥房需采用分體式空調(diào)設(shè)計。
2.特殊區(qū)域處理
高粉塵研發(fā)區(qū)域應(yīng)配置專用空調(diào)系統(tǒng)，并集成粉塵收集處理裝置，防止交叉污染。
3.溫濕度精準(zhǔn)調(diào)控要求：
依據(jù)鋰電池實(shí)驗規(guī)范，各區(qū)域需實(shí)現(xiàn)精確環(huán)境控制。配備自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測與動態(tài)調(diào)節(jié)，確保實(shí)驗條件的高度穩(wěn)定性。
關(guān)鍵工藝區(qū)域(如化成、老化等)控制指標(biāo)：
溫度波動范圍：±1℃
濕度波動范圍：±5%RH
通風(fēng)系統(tǒng)方案
1.全面通風(fēng)：
對于原料倉、輔料倉等對溫濕度無特殊要求的區(qū)域，配置機(jī)械式全面換氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)需維持空氣持續(xù)流動，有效避免有害氣體濃度升高和粉塵堆積。具體通風(fēng)量需通過計算空間容積和預(yù)估污染物排放量來科學(xué)設(shè)定，以達(dá)到理想的空氣置換效果。
2.事故通風(fēng)：
電解液存放區(qū)和電池注液工位必須配置專用應(yīng)急通風(fēng)裝置，系統(tǒng)換氣能力需達(dá)到每小時12次以上。該裝置需與泄漏監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動，一旦探測到電解液泄漏情況，應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)須立即自動激活，快速排除危險氣體。
3.NMP廢氣處理系統(tǒng)：
NMP溶劑排放系統(tǒng)必須按照防爆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，核心設(shè)備包括防爆風(fēng)機(jī)和防爆電氣組件。通風(fēng)管路必須選用阻燃防爆材質(zhì)。系統(tǒng)排風(fēng)口的位置選擇需謹(jǐn)慎，必須與潛在點(diǎn)火源和人員活動區(qū)保持足夠的安全距離。
凈化系統(tǒng)方案
常規(guī)電性能測試區(qū)域一般不需要潔凈度控制，主要關(guān)注溫濕度和防爆要求。如充放電測試、循環(huán)壽命測試等，部分實(shí)驗區(qū)也可以考慮潔凈控制。
電極制備實(shí)驗室(尤其是研發(fā)型實(shí)驗室)：
? 漿料涂布工序測試區(qū)：建議ISO 8級環(huán)境
? 極片干燥間：建議控制顆粒物濃度
電池組裝區(qū)(部分高端研發(fā)實(shí)驗室)：建議ISO 8級環(huán)境， 防止粉塵污染電極表面。
CEIDI西遞在工程中的建議是研發(fā)型鋰電池實(shí)驗室根據(jù)研究內(nèi)容決定凈化部分，材料研發(fā)、工藝開發(fā)建議適當(dāng)控制潔凈空間。我們也推薦采用折中方案，比如潔凈工作臺做局部潔凈設(shè)計，配合日常清潔管理來達(dá)到控制工程造價和環(huán)境達(dá)標(biāo)的目的。
除濕系統(tǒng)方案
粉體處理、涂布實(shí)驗、水分測試、電性能測試等區(qū)域的實(shí)驗環(huán)境，除濕方案有幾種包括新風(fēng)預(yù)處理除濕、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組深度除濕、密閉式圍合微正壓控制等)，可以按照具體實(shí)驗室預(yù)算按需配置。
氣體及工藝管道設(shè)計方案
1.鋰離子電池實(shí)驗所需的氦氣和氬氣供應(yīng)應(yīng)采用瓶裝壓縮氣體，氣體純度要求不低于99.99%。供氣管道建議選用316BA級或更高級別的不銹鋼管材，并需設(shè)置專用氣瓶間存放氣瓶。
2.當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌纫蟛桓哂?9.999%時，應(yīng)采用經(jīng)過內(nèi)壁光亮退火處理(BA級)的不銹鋼管道。
3.酸性廢氣排放系統(tǒng)的風(fēng)管應(yīng)選用具有耐腐蝕性能的不燃或難燃材料制作。
4.真空系統(tǒng)管道和純水管道可選用U-PVC材質(zhì)，壓縮空氣管道則可采用鍍鋅鋼管或不銹鋼管。
新能源鋰電池實(shí)驗室的建設(shè)是一項綜合性、高技術(shù)要求的系統(tǒng)工程，其核心在于通過精密的環(huán)境控制(如溫濕度調(diào)節(jié)、空氣凈化)和專業(yè)的技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(如氣路、工藝管道、排風(fēng)等)，確保實(shí)驗與生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性，從而提升鋰電池產(chǎn)品的性能與一致性。若您的企業(yè)有新能源實(shí)驗室、鋰電池中試線或量產(chǎn)工廠的建設(shè)需求，歡迎隨時聯(lián)系，我們將為您提供專業(yè)EPC工程總包解決方案，涵蓋規(guī)劃、設(shè)計、施工、調(diào)試及驗收全流程服務(wù)。
咨詢熱線：021-62250299 / 400-666-1693
專業(yè)團(tuán)隊，全程技術(shù)支持，助力您的實(shí)驗室高效落地!
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