锂电池池的等级无尘车间洁净室如何划分等级？锂电池恒温湿洁净室怎样控制环境？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

无尘车间洁净室如何划分等级？锂电池恒温湿洁净室怎样控制环境？

在无尘车间洁净厂房中一般会根据具体的集成电路精度、生产厂家要求的精度，常见的分为6个等级，依次是一级、十级、百级、千级、万级、十万级。

常见锂电池恒温恒湿洁净室环境是怎么样实现能源及环境控制的呢，以下一一了解下，洁净室等级如何划分等级？锂电池恒温恒湿洁净室环境怎样控制？

一级：该级洁净室主要用于微电子行业集成电路的制造，集成电路的精度要求为亚微米级。

十级：十级的无尘车间洁净室，常见是用于半导体行业精度要求在2微米以内的车间要求。

百级：一般到了百级无尘车间的这个程度，公认的是比较常用的一种无尘洁净室，因此比较重要。但这个不等于是可以代替无菌制造需求的厂房，也不能用于制药行业等。只是这种洁净室更多的用于内部物体等植入物的制造，外科手术，包括移植手术，集成器的制造以及隔离对受细菌影响特别敏感的患者的医治和护理养护，如骨髓移植后患者的隔离等。

千级：千级无尘车间在生产较高质量光学产品的厂家会比较常用，并且在产品检测、装配等生产环节中也是适用的。

万级：到万级无尘车间这一级别的，常见是用以液压设备以及气动设备的装配，或者有较高工艺要求的食品和饮料加工行业也会用到。值得说明的一点是，万级无尘车间在医学相关工业生产中也是比较应用普遍。

十万级：很多工业生产中比较常用10万级无尘洁净车间，就像生产精度要求极高的生产光学产品、生产较小部件的大型电子系统的制造、制造液压产品、制造气动系统、食品生产、饮生产料、医药生产行业也会较多的使用这种级别的洁净室。

其中关于锂电池恒温恒湿洁净室环境是怎样控制的，赘述到锂电池的能量存储和安全性，这两点与锂电池车间环境控制尤为重要。

锂电池这种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。由于含锂离子，所以其锂金属的化学性质异常活跃，所以在实际生产、加工或保存锂金属的时候对环境的要求相对更高。

首先，关于湿度控制是关键一步，由于锂电池生产设备普遍较大，生产线较长，生产车间空间也相应较大，冷负荷较大。除湿机组的设计选型和位置的选择必须综合计算整个空间的总湿度。和冷负荷，同时考虑节能减排的需要，冷水机、水泵、换热装置等设备应统一安装在站房内，并预留管道和阀门，以备后期可能扩建之用；然后通过冷冻水管道分区输送冷源。

其次，要进一步考虑到成本，锂电池洁净室环境目前在锂电池行业个应用较广，但由于制造和生产成本处于高耗能状态，如果做好有效的成本控制，提高管理效率，这就可以再项目建设前期以及生产过程中的实现已经的成本节约。当然有部分厂家不注重整个生产环境带来的影响，也不积极考虑下温湿度和洁净度的控制，由于过于注重低成本，没有追求高质量，导致后面的结果差强人意。所以成本控制方面要考虑高效率的节约，高精度的生产，生产产品高效受益。

然后是关于锂电无尘池洁净室相关的配套措施，除了上述提到的要有较高效率的除湿设备、除尘设备这些基础设施，还要对外在的影响因素进行预防，保证常规情况下无尘车间可以正常运行。常见的车间必备一些擦拭设备用的清洁布、防静电擦拭布等等，随用随手清洁，也是通过人工干预，实现温湿度调整的一种方式。并就车间常用的除湿机需要做好日常的维修和保养，保证车间大环境的整体稳定性等。

以上这些就是关于我们常见的无尘车间洁净室的常见等级划分，以及锂电池恒温恒湿洁净室常见的控制方式及设施等。当然在不同的行业或者不同精度要求的产品生产车间，这方面要求也会有较多区别，但成本和洁净度、温湿度控制是不变的话题，实际中可以依据自身产品需要加以选择和配置。

船用锂电池的安全分级，你了解吗？

目前，常用于新能源领域的锂电主要包括磷酸铁锂电池和三元锂电池，按照电池形状又可分为方形铝壳、圆柱、软包电池。磷酸铁锂电池不含有害元素，成本低廉，安全性非常好，循环寿命长，但能量密度低；三元锂电池能量密度高，大倍率充电和耐低温性能好，但热稳定性差。由于不同种类的电池的结构特点及反应原理有所区别，导致其安全性各有不同，从风险控制的角度对不同安全等级的锂电池采取不同的安全策略，这也是对锂电池进行安全等级划分的意义。

▣ 船用动力锂电池的规范及技术要求

中国船级社在对于锂电池规范指南的研究开展的比较早，2014年7月就发布了《太阳能光伏系统及磷酸铁锂电池系统检验指南》(2014)版，随着锂电池技术的发展、标准的更新换代，锂电池技术在船舶领域的应用也越来越多。2019年，中国船级社发布《纯电池动力船舶检验指南》，替代了《太阳能光伏系统及磷酸铁锂电池系统检验指南》里面的相关要求。

2019指南比较大的几个变化就是对试验项目和方法进行了比较大的更新，试验项目中，单体电池增加了热失控试验，蓄电池模块和蓄电池包增加了热失控扩散要求，试验方法参照了相关新的IEC标准、国标等要求，使试验更具有操作性和有效性。二是在第二章中引入了锂电池安全分级的概念，主要将电池分为两个安全等级，安全等级为1的蓄电池需要通过严格的防护措施可船用，安全等级为2的蓄电池可采用通用安全措施可船用。提出了对蓄电池风险评估的要求，从蓄电池的设计原理、理论分析、试验结果等方面对蓄电池可能存在的风险进行评估，保证锂电池的使用安全。

▣ 动力锂电池的使用风险分析及应对方法

锂电池在实际使用过程中可能发生碰撞、过充、过放、短路等风险，从而引发热失控，甚至导致起火爆炸。随着单体电池能量密度的提高，安全风险也越大，热失控释放的能量也更高，而大多数事故因为火势大而烧毁了现场证据，不容易找到准确的事故原因。2019年10月，挪威渡船公司Norled旗下“MF Ytteroyningen”号客船的蓄电池室发生小型火灾事，事故原因不明。但动力电池的火灾一般是从一个或几个电芯发生热失控开始的。

无论电池是因为外部力量(碰撞、挤压、针刺、破裂等)还是由于内部因素(电池老化造成结构损伤、过充导致电池鼓包、隔膜缺陷、杂质、毛刺、褶皱等)都有可能导致内部短路，短时间释放大量的、能量，电池温度急剧上升，造成严重后果。针对动力电池热失控发生的诱因，预防手段主要分为电芯材料的优化和外部环境的预防管理。

(1)电芯材料的优化主要通过对电芯材料的优化，阻断热失控的发生，提高电芯的抗热失控能力，主要从电芯的4大主材(正极材料、负极材料、隔膜、电解液)入手，如采用热稳定性更高的磷酸铁锂作为正极材料，对正极材料各元素的配比分析，提高电芯的热稳定性，在电解液中添加阻燃剂或开发固体聚合物电解质，采用强度更高、破膜温度更高的隔膜。对电芯材料的优化可以从根本上提升电池的安全性能，但也在一定程度上影响电池性能的发挥。

(2)针对电芯热失控外部风险管控的措施主要分为结构预防、BMS监控及热管理预防三个方面，如提高电池包的机械结构及防护等级；添加电芯或模组之间的间隔组件，阻止电芯或模组之间热传导的发生；采用风冷、水冷、油冷等减轻热失控对电池的损伤；增加电源管理系统(BMS)通过实时监控电池电量、电池充放电、电池温度等措施保证电池处于健康工作状态，在系统异常及热失控发生前对系统发出预警。

▣ 动力电池热失控试验方法

中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》2019第7章检验与试验技术要求，表7.2.1.2规定了蓄电池单体检验中关于热失控试验的试验方法及参考标准。其中要求热失控试验按照电力储能用锂离子电池GB/T36276：2018中5.2.3.8和附录A.2.19的要求进行验证。试验目的是验证电池在一定条件下发生热失控后的危险程度，热失控判定合格条件是在热失控的条件下，电池不应起火、爆炸。

如下是某型号磷酸铁锂单体电池热失控试验的基本情况：

(1)电芯容量为105Ah，试验采用500W电加热板接触加热目标电芯，加热板通过不锈钢夹具与电芯紧密束缚在一起。温度传感器布置如下：

(2)按要求对测试电芯进行加热1h后，电池安全阀打开，开始产生可见烟气，随后电池发生热失控，产生大量烟雾，热失控发生一段时间后，烟气逐渐减少，电池表面开始降温，直至试验结束。

如上图所示，电池表面温度在热失控前均在逐渐上升，在电池安全阀打开后出现一定波动，在电池热失控后达到峰值。其中T4应安全阀脱落所测温度出现跌落情况，因电池未起火，对环境温度T5影响较小。

电池试验前后对比

▣ 船用动力电池的安全分级要求及方法

中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》2019第二章第二节安全分级中对电池安全分为两个等级：

安全分级一览表

注：(1) 在热失控情况下释放氧气和有毒可燃气体，燃烧(爆炸)风险较高的蓄电池，安全等级为1。

(2) 在热失控情况下仅释放有毒可燃气体，燃烧(爆炸)风险较低的蓄电池，安全等级为2。

从分级一览表中可以知道分类的主要区别是在热失控条件下是否释放氧气，燃烧(爆炸风险)是否较高，目前生产锂电池的厂家基本也都有能力进行热失控试验，且都能提供国家强制检测报告，但通过热失控的判定条件(在热失控的条件下，电池不应起火、爆炸)可以发现，热失控试验并没有要求对是否释放氧气及有毒可燃气体，释放的浓度有多少，燃烧爆炸的风险高低进行判断。如果想要对热失控所释放的气体进行分析，就必须对释放的气体进行收集并利用相关气体探测器对释放烟气进行探测分析，而目前能达到该试验条件并取得CCS认可的机构较少，所以尽快建立相应的试验能力，尤为重要。