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新能源洁净车间的分区布局是怎样的?

来源: 发布时间:2026-01-19
新能源洁净车间主要涵盖锂电池(动力电池 / 储能)光伏太阳能氢能三大领域。其中,锂电池洁净车间是目前技术需复杂、建设需求需旺盛的类型。
与半导体车间追求 “无尘(颗粒控制)” 不同,新能源车间更强调 **“低湿(亮点控制)”“防静电(ESD)”**。
以下以锂电池工厂为例,详细解析新能源洁净车间的分区布局、环境参数及根本n设计逻辑:

一、 根本n工艺流程图 (Process Flow)

锂电池生产主要分为三段,每一段对洁净室的要求截然不同:
  1. 前段(极片制造):搅拌 → 涂布 → 辊压 → 分切。
  2. 中段(电芯装配):模切 → 叠片 / 卷绕 → 入壳 → 注液。
  3. 后段(化成封装):化成 → 分容 → 模组 / PACK 组装。

二、 详细分区布局与环境参数

1. 前段:极片制造区 (Electrode Manufacturing)

  • 根本n特点:粉尘产生量大,易燃易爆风险高。
  • 洁净度要求:通常为 ISO 7 (万级)
  • 湿度控制:一般要求 < 30% RH
  • 布局要点
    • 涂布间:发热量巨大,需自主的强排风系统;溶剂(NMP)回收系统是重点。
    • 辊压 / 分切间:金属粉尘多,需设置负压吸尘系统,防止粉尘进入下一道工序。
    • 防爆设计:该区域属于防爆区,灯具、开关、空调电机必须是防爆型。

2. 中段:电芯装配区 (Cell Assembly) —— 根本n高价值区

这是洁净要求比较高的区域,直接决定电池良品率和安全性。
  • A. 卷绕 / 叠片区 (Winding/Stacking)
    • 洁净度ISO 7 (万级)
    • 湿度< 1% RH (亮点 -40℃ 或 -50℃)。
    • 布局:人员需穿全套连体无尘服,通过风淋室进入。
  • B. 注液区 (Electrolyte Injection) —— 全厂环境要求比较高
    • 洁净度ISO 6 (千级) 甚至 ISO 5 (百级)
    • 湿度< 0.1% RH (亮点 -50℃ 或 -60℃)。
    • 布局
      • 必须采用 **“房中房”** 设计,即千级区内嵌百级层流罩。
      • 配置转轮除湿机组 (Dehumidifier),新风需经过深度除湿。
      • 保持高正压,防止外部湿空气渗入。

3. 后段:化成封装区 (Formation & PACK)

  • 根本n特点:发热严重,洁净度要求相对较低。
  • 洁净度要求:通常为 ISO 8 (十万级) 或 ISO 7 (万级)
  • 布局要点
    • 化成 / 分容:主要是电气测试,发热量极大,通常采用直流变频空调或工业大风扇降温,不需要高级别洁净。
    • PACK 组装:属于精密组装,需防尘,保持 ISO 7 即可。

三、 物理空间布局 (Physical Layout)

1. 平面布局逻辑

  • 单向流原则:从原料投入(前段)→ 电芯制造(中段)→ 成品产出(后段),物流不交叉。
  • 干湿分离
    • 湿区(搅拌、涂布):虽然叫湿区,但空气必须干燥,且需处理溶剂废气。
    • 干区(注液):决然干燥环境,与湿区严格隔离。
  • 人流物流分离
    • 人流:更鞋 → 一次更衣 → 风淋 → 二次更衣(穿防静电服)→ 洁净走廊 → 车间。
    • 物流:原料拆包(一般区)→ 物流传递窗 / 风淋室 → 洁净缓冲区 → 车间。

2. 立体结构 (分层设计)

新能源车间通常层高较高(8-12 米),布局分为三层:
  • 一层:生产车间 (Production Floor)
    • 放置涂布机、卷绕机、注液机等根本n设备。
    • 地面:必须铺设防静电 PVC 地板或环氧自流平,且要接地。
  • 二层:技术夹层 / 管廊 (Mezzanine/Pipe Rack)
    • 用于布置庞大的工艺排风管道(锂电池生产废气多)、除湿风管供电桥架
    • 涂布机上方通常设有排气罩,直接连接至二层风管。
  • 地下 / 底层:回风静压箱 (Plenum)
    • 用于回风收集和部分废水 / 废气处理设备的放置。

四、 新能源 vs 半导体:布局差异点

维度 半导体洁净车间 新能源(锂电)洁净车间
控制根本n 颗粒控制 (0.1μm) 水分控制 (亮点) + 防爆
气流形式 垂直单向流 (层流) 乱流 (Turbulent Flow) + 局部层流
温湿度 恒温恒湿 (±0.1℃) 常温,极度干燥 (亮点 -40℃~-60℃)
主要风险 振动、交叉污染 火灾爆破 (溶剂、粉尘)
设备布局 高架地板下走管,设备昂贵 地面放置,设备连线紧密,管道外露多

五、 针对华业建设的建议

如果您正在跟进新能源项目,在布局设计时需特别注意以下两点:
  1. 防爆分区设计:必须严格按照《建筑设计防火规范》划分防爆区(0 区、1 区、2 区),不同区域的电气设备选型不同。
  2. 除湿机组的位置:由于除湿机组体积大、噪音大,通常需要在车间旁自主建设除湿机房,通过风管将干燥空气送入洁净室。
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