锂电池极限制造生产环境新挑战

挑战锂电极限制造，生产过程当中的工业环境控制已是行业绕不开的话题。

在锂电池大规模生产背景下，对公辅设备能耗、湿度控制的要求更高，产线环境控制需求更甚以往。

从电芯生产的不同环节来看，电芯前段的电极制作、搅拌涂布相对湿度要求在2%到20%；中段电芯合成、卷绕注液露点温度要求-20℃到-50℃；后段的包装检测、化成分装相对湿度要求30%。

从绿色环保层面，产线制造过程中环境温湿度控制带来的能耗占据重要成本，尤其是在中后段电芯的制造过程，电池材料暴露于空气当中，解决锂电产线湿度环境控制的稳定和能耗问题，不仅帮助提升电芯制造的性能和品质，也帮助电芯生产更加节能环保。

近期，在高工锂电举办的“锂电池极限制造生产环境‘新挑战’”直播活动中，欧科工业空调工业除湿技术总监孙鹏发表了主题为“新能源电池湿度环境100%调试成功”的主题演讲。

孙鹏博士表示，对于新能源生产而言，车间的环境湿度控制十分关键，直接影响电芯制造的良品率。锂电生产相比于常规工业制造最大区别在于其整个制造工艺，从前段到中段、后段，都有严格的湿度控制。随着电芯续航要求不断提升带来的工艺升级，也要求更严苛的湿度控制。

为适应碳中和转型要求以及欧盟电池法案的要求，欧科工业空调深度研发多种节能技术，其中欧科工业空调DP5低温直膨深冷除湿技术在极片清洗上节能率达60%，在电极上节能率达45%，在注液环节节能率达38.9%；通过EK工业空调HP120高温热泵再生风技术，相比于电加热，可节约68%碳排放，相比于燃气可节约38%的运行成本。

作为工业环境控制除湿领域专家，欧科工业空调已在温控除湿领域积累了一系列核心工艺，并形成一系列的产品矩阵。

在锂电产能加速释放的当下，不仅国内市场，海外市场的设备交付速度以及调试匹配直接影响电芯投产进度。在实际应用当中，对于锂电环境的温湿度控制，亦存在设计应用、现场施工等问题，使得调试不成功成为设备交付的痛点和难点。

欧科工业空调于2023年高工锂电年会期间发布《全寿命高效集成式转轮除湿站》。通过LCC全寿命周期成本、产品全集成、嵌入产线、整机出厂、标准集装箱运输、云端控制、全球化等一系列理念设计，该产品在发挥系统集成、节能降耗等优势外，解决了行业绿色低碳以及规模制造下的工控环境需求，赋能锂电产业高质量发展。

工艺参数表现上，欧科工业空调全寿命集成式转轮除湿站内置了ADR-DRY一体化高效转轮除湿机，可满足2%到-50℃的湿度要求，全新风况下送风露点可低于-60℃露点。

基于模块化设计理念的“全寿命高效集成式转轮除湿站”可根据工程需要灵活组合、快速切换，机组箱体性能在行业内率先通过了美国AHRI标准认证，搭载EK–AloT智慧云系统，可为客户提供设备远程监控、故障诊断、维保计划、能耗分析等云端服务。

依靠专业化的运维和技术团队，欧科工业空调已经搭建起了全流程的交付体系，从现场勘察、设备施工、设备调试、培训、移交管理等闭环流程搭建起了客户服务方案，确保环境工控设备一次性100%调试成功。

在圆桌对话环节，高工锂电与欧科工业空调就“极限制造下锂电全工序生产环境挑战”、“电芯PPB级品质苛求的除湿提升”、“一站式除湿方案如何‘炼就’”、“锂电公辅设备‘新征途’”等议题进行了深度交流与探讨。以下是访谈实录：

高工锂电：头部电池企业对品质、效率、成本提出极限要求，在在这种背景下，锂电生产环境有着怎么样的重要性？

王健：在新能源电芯及材料生产过程中，工业生产中湿度环境不匹配，会直接影响电芯的产能和成品率。为达到相应的环境要求，企业不得不付出昂贵的能耗成本。加上欧盟《新电池法》的颁布，对锂电生产既要绿色达标，也要节能环保。种种因素下，锂电生产环境的控制要求已经提升到了一个新高度。

高工锂电：在智能制造的大背景下，电芯大规模生产下不同制造环节对生产环境的要求是怎样的？

孙鹏：电芯生产进入TWh时代，产能大规模扩张增加了环境控制的设备数量。从具体技术要求来看，湿度控制要求越来越高、送风量越来越大，节能降耗也成为行业诉求。

王健：根据电芯厂的生产，柔性生产也要求转轮除湿机具备调整湿度目标的能力。

高工锂电：从投建到投产，电芯产能释放的周期越来越短，在后期的交付、运维方面带来哪些新的挑战？

蔡晓辉：TWh时代，产能和规模发生了量级变化，这种量级变化也给设备带来变革。在设计层面，需要寻求更先进的工艺调整，更加深度的技术改进以及更全面的技术指标考虑。大规模制造带来更大的厂房面积，更复杂的施工环境和施工流程，这也意味着安全保障、作业规范性更甚以往。

高工锂电：欧科工业空调在业内率先推出了除湿领域一站式解决方案和全流程交付产品理念，背后基于怎样的考量？

王健：过去，锂电厂商为满足除湿要求往往由多家厂商提供设备。这种多供应商交织的特点，在效率、协调层面表现欠佳，甚至存在不同供应商责任推诿的情况，进而在终端的设备交付上给下游厂商带来财力、精力的损耗。

为应对这种问题，相应的环境控制设备设计需要从系统化、工程化、产品化的角度思考。欧科工业空调基于设备的一体化设计，结合现场勘察的问题和需求，将冷源、热源、除湿系统、温控系统、运维平台进行了集成，在业内推出了首个一体化复合型转轮除湿机。

蔡晓辉：在全流程交付上，欧科工业空调总共包含了7步法。在参与每个设备的交付服务当中，欧科工业空调都是秉持以设备顺利调试成功为目标，以确保现场温湿度控制精准、高效。

以7步法中的设计为例，欧科工业空调会与甲方工艺部门、设计院进行深入全面的沟通，对设备摆放位置、风口走向、布线、送风量摸底，从而掌握客户真实的需求。

王健：值得一提的是，在7步法中，欧科工业空调还包括了关键的预调试环节。在除湿机设备安装后，客户并不一定具备通气、通水、通电条件。欧科工业空调会在现场进行预调试，通过传感器和处理平台对设备进行全方位的问题筛查，以避免后续设备气、水、电流通后出现各种问题。

高工锂电：技术是设备与产品的底层逻辑，在一站式全流程除湿调试方案背后，欧科工业空调有哪些技术支撑，又达成了怎样的效果？

孙鹏：TWh时代，对转轮除湿机主要有两点要求，一个是可靠性，另一个是节能性。就可靠性而言，欧科工业空调箱体采用了泰坦系列的专利箱体，也是全行业唯一通过AHRI认证的箱体，该箱体在设备运行中的漏风率、传输系数等性能具备明显优势。在核心部件的选择上，欧科工业空调的转轮、风机、控制元器件都来自全球品质品牌供应链，从而保证整体设备质量与性能。

在节能性上，欧科工业空调集成了DP5低温直膨深冷除湿技术、HP120高温热泵再生风技术，和传统产品相比，整体节能率超过30%，减碳效果超30%。

王健：通过引入DP5、HP120等技术，并高效集成冷源、热源，在极片清洗环节，欧科工业空调在温控除湿的高效表现可以完全替代单转轮的使用。基于除湿机一体化技术、工艺的能力，欧科工业空调可做到一家设备生产，工控问题全解决。

高工锂电：在产线交付过程中实现100%除湿机调试成功，除了提到的技术等问题，欧科工业空调还有哪些亮点？

王健：从欧科工业空调工业环境控制事业部成立的初衷来看，就是为了工业环境控制更加标准、可控，遵循这一思路，在新能源动力电池领域，欧科工业空调的突出特点就是抓住了客户的真实需求，解决客户面临的真实痛难点。

孙鹏：欧科工业空调在转轮除湿机的技术改进上，一直与实际工艺进行深层次的融合。欧科工业空调一直都密切关注电池制造的技术和环境变化，从而为电池厂商节能降耗，提升良品率，最终帮助客户更快、更好地占领市场。

高工锂电：在锂电生产环境当中，湿度环境的调试是关键，但也并非设备交付的终点，在运维层面欧科工业空调有什么值得分享的？

王健：在电芯厂中，公辅设备的供应商往往多家并存。目前，为电芯企业提供整套公辅设备运维体系的企业尚不存在。基于公辅设备协调性的问题，欧科工业空调推出了EK-AIoT公辅设备运维平台，给电池企业在公辅设备管理上提供一站式管理手段。

高工锂电：不论是动力电池还是储能，越来越多的锂电企业出海加快，在海外设备交付中出现的问题，欧科工业空调有何应对策略？

王健：出海带来的种种问题更像一个放大镜，是国内设备交付问题的体现。面对出海新形势，欧科工业空调推出了全寿命高效集成式转轮除湿站，该产品直接连接了冷源、热源、转轮，并打造成集装箱的形式，可通过海运、陆运快速交付。该除湿站经过前期工厂的充分调试，可匹配各种工况条件，可将海外项目投建周期压缩到极致。

孙鹏：海外产品的交付，欧科工业空调同样运用了产品和工程化的思维，对除湿机进行集成。其通过标准化的集成，将零部件备用转换为整机备用的模式，在设备运行出现问题后可直接进行整机切换。欧科工业空调有自己的云平台，在设备出海前，可对潜在故障进行预判和分析，从而规避设备运行问题对产线生产造成的影响。

蔡晓辉：集成式除湿机的设计大大简化了交付过程，也带来了零部件模块化、标准化。从电芯生产来看，设备环节的标准化、模块化，可以给电芯厂商消除了很多不可控因素。

高工锂电：能耗占比也是电芯生产的重要成本，在节能降碳方面，欧科工业空调带来哪些改进与提升？

王健：首先，在一体化复合式设备中，欧科工业空调通过多种节能技术的集成，对使用电费可达40%-60%的降低。在高温热泵方面，欧科工业空调可以降低38%-68%的碳排放量。

高工锂电：46系大圆柱、固态/半固态电池、钠离子电池等新技术产业化日近，对于整个电池生产环境的控制提出什么新的要求？

孙鹏：随着一系列新技术的产生，最直接的变化就是工艺湿度要求越来越严格，也反映出电池工艺的升级，例如水性材料、固态电解质的使用，对电池湿度要求显著提升。从大规模生产、自动化、智能化生产的角度来看，锂电厂房面积更大，单机设备性能要求更高，带来了大风量和更低露点的技术发展趋势。

审核编辑：汤梓红