一、核心技术标准与参数矩阵
1. 洁净度分级与工艺适配
锂电池各生产环节洁净度需求差异显著，需针对性设计：
工艺环节 洁净度等级 核心控制指标（≥0.5μm粒子） 关键影响因素
电极制备区 ISO 4级 ≤352个/m³ 粉尘导致电极涂层缺陷
涂布/辊压区 ISO 5级 ≤3,520个/m³ 颗粒影响涂层厚度均匀性
叠片/封装区 ISO 6级 ≤35,200个/m³ 异物导致电池短路风险
注液/化成区 ISO 7级 ≤352,000个/m³ 控制挥发物与粉尘混合
注：电极制备区需同时控制≤5μm粒子（≤29个/m³），避免刺穿隔膜引发安全隐患。
2. 防爆与环境控制基准
- 防爆等级分区：
- 0区（电解液存储罐区）：连续存在可燃气体，采用Ex ia IIB T4级设备。
- 1区（注液工位）：可能偶尔存在可燃气体，采用Ex d IIB T4级设备。
- 2区（周边辅助区）：可燃气体短时存在，采用Ex nA IIB T4级设备。
- 温湿度控制精度：
- 电极涂布区：温度23±0.5℃，湿度≤30%RH（防止电极材料吸潮）。
- 叠片装配区：温度25±1℃，湿度30-40%RH（避免静电积累）。
- 注液区：温度20±1℃，湿度≤25%RH（降低电解液挥发速率）。
二、材料系统与构造规范
1. 抗腐蚀围护结构设计
针对电解液（碳酸酯类）强渗透性特点：
- 墙面系统：
- 注液区/电解液存储区：316L不锈钢板（厚度≥2mm），焊接接缝经渗透检测，表面电解抛光（Ra≤0.8μm）。
- 涂布区：防腐蚀彩钢板（表面覆PVDF涂层），耐酸碱等级pH 2-12，板缝用氟橡胶密封胶（耐温-20~200℃）。
- 地面系统：
区域类型 材料选择 核心性能参数
注液/清洗区 乙烯基酯树脂地坪（5mm） 耐电解液浸泡30天无变化，抗压强度≥80MPa
电极制备区 防静电环氧砂浆（3mm） 表面电阻10⁶-10⁹Ω，耐磨性≥500mg/1000转
通道区 玻璃钢（FRP）地坪 耐冲击，耐受叉车碾压
- 构造细节：
地面向地漏找坡2%（确保15分钟内排净泄漏电解液），墙角圆弧R≥100mm（采用316L不锈钢圆弧条），避免积液渗透基层。
2. 防爆型构配件选型
- 门窗系统：
防爆门（抗爆压力≥0.15MPa），观察窗采用双层夹胶防爆玻璃（厚度≥12mm），门框与墙体间隙用防火密封胶填充。
- 通风部件：
防爆轴流风机（Ex d IIB T4），风阀采用不锈钢材质，避免摩擦产生火花。
三、核心系统配置与安全控制
1. 防爆净化空调系统
- 多级过滤与防爆设计：
新风→防爆初效过滤器（G4）→防爆风机→中效过滤器（F9）→化学过滤器（吸附VOCs）→高效过滤器（H14）→防爆型FFU→室内。
注：所有电气元件（风机、电机、传感器）均需通过ATEX认证，避免电火花引燃可燃气体。
- 气流组织：
- 电极制备区：垂直单向流（风速0.4-0.5m/s），FFU覆盖率100%，确保粉尘即时排出。
- 注液区：侧送侧回（换气次数≥60次/h），回风口气流速度≥0.5m/s，快速带走挥发气体。
2. 防静电与接地系统
- 全域静电管控：
1. 地面铺设铜箔网格（500×500mm），与接地干线连接，确保静电消散时间≤1秒。
2. 设备接地：每台涂布机、叠片机通过25mm²多股铜缆连接至独立接地极（电阻≤0.5Ω）。
3. 人员防护：入口处设置静电释放球（接触电阻1-100MΩ），强制人员释放静电后进入。
3. 可燃气体监测与应急系统
- 实时监测网络：
注液区每5㎡布置1台可燃气体探测器（检测下限≤10%LEL），数据传输至消防控制室，超标时联动防爆排风系统（30秒内启动）。
- 应急处理：
配备防爆型紧急切断阀（响应时间≤1秒），当气体浓度达25%LEL时自动切断电解液输送泵电源，同时启动事故排风（风量≥12次/h）。
四、施工流程与防爆管控
1. 分阶段施工要点
- 防爆区施工：
1. 电气管路：采用镀锌水煤气管（SC），螺纹连接时涂防爆胶，丝扣外露2-3扣，跨接线采用6mm²铜芯软线。
2. 设备安装：防爆设备与非防爆设备间距≥5m，接线盒密封圈压缩量为原厚度的1/3-1/2，确保防爆性能。
- 洁净区施工：
净化板安装从高洁净区向低洁净区推进，密封胶施打需连续无断点，固化后进行气密性检测（压力衰减≤5%/h）。
2. 验收关键指标
测试项目 测试标准 合格判定
洁净度检测 激光粒子计数器（0.5μm/5μm） 电极区≥0.5μm粒子≤352个/m³
防爆性能 火花点燃试验 无引燃现象（依据GB 3836.1）
防静电测试 阻抗测试仪 表面电阻10⁶-10⁹Ω，接地电阻≤1Ω
腐蚀测试 电解液浸泡24小时 材料无起皱、剥落、变色
五、成本控制与运维策略
1. 投资成本构成（以1000㎡车间为例）
成本项 占比 金额（万元） 优化方向
防爆系统 30% 900 非防爆区采用普通设备，分区控制
净化系统 25% 750 高洁净区采用局部FFU，降低整体负荷
防腐工程 20% 600 关键区域重点防护，辅助区简化处理
电气与自控 15% 450 传感器按需布置，避免过度冗余
设计与施工 10% 300 采用BIM技术优化管线，减少返工
总计 100% 3000 整体可优化成本约10-15%
2. 运维安全管理
- 日常维护：
- 每日：检查可燃气体浓度、压差、温湿度，清洁回风口滤网。
- 每月：校准气体探测器，测试防爆设备接地电阻。
- 每季度：更换初效/中效过滤器，检查防腐蚀涂层完整性。
- 应急演练：
每半年开展电解液泄漏应急演练，包括切断电源、启动排风、中和处理等环节，确保响应时间≤5分钟。
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