一、鋰電池制造專屬：冷水機的 4 大核心功能特性

鋰電池制造（動力鋰電池、儲能鋰電池）對溫度精度、環(huán)境濕度要求嚴(yán)苛，溫度波動會導(dǎo)致極片涂層脫落（影響電芯容量）、電解液分解（縮短循環(huán)壽命），直接影響鋰電池的安全性與能量密度。專用鋰電池制造冷水機通過微精度控溫與低濕度適配設(shè)計，滿足 GB/T 31485-2015、IEC 62133-2017 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，保障電芯生產(chǎn)過程的高穩(wěn)定性。

1. 鋰電池極片干燥冷卻

針對鋰電池極片（正極三元材料、負極石墨材料）的干燥工序，極片需在 120-150℃下烘干水分后，快速冷卻至 25±1℃（避免極片高溫氧化，防止涂層熱應(yīng)力脫落）。冷水機采用 “極片干燥機冷卻輥系統(tǒng)”：通過嵌入冷卻輥的鈦合金冷卻管，將極片表面溫度從 130℃穩(wěn)定冷卻至 25±0.5℃，冷卻速率控制在 5℃/s，同時配備 “極片速度聯(lián)動” 功能 —— 當(dāng)極片傳輸速度從 1m/min 提升至 2m/min 時，自動加大冷卻流量（從 1.2m3/h 增至 2.0m3/h），確保不同傳輸速度下的冷卻效果一致。例如在動力鋰電池正極極片干燥中，穩(wěn)定冷卻可使極片含水率≤50ppm（國標(biāo)≤100ppm），涂層附著力≥5N/m（避免卷繞時涂層脫落），極片平整度誤差≤0.1mm/m，符合《鋰離子電池正極極片》（GB/T 37202-2018）要求，保障電芯后續(xù)卷繞工序的一致性。

2. 電芯注液恒溫控制

鋰電池電芯注液（電解液為碳酸酯類混合液）需在 20-25℃、濕度≤1% RH 的干燥環(huán)境中進行，溫度過高會導(dǎo)致電解液揮發(fā)（注液量偏差超 5%），過低則會增加電解液黏度（注液效率下降 30%）。冷水機采用 “注液室 - 電解液儲罐雙恒溫系統(tǒng)”：一方面通過冷卻盤管將注液室溫度穩(wěn)定控制在 23±0.3℃；另一方面通過冷卻套對電解液儲罐降溫，將電解液溫度控制在 22±0.2℃，避免溫度差導(dǎo)致的電解液吸潮。例如在方形動力鋰電池注液中，雙恒溫設(shè)計可使電芯注液量偏差≤2%，電解液含水率≤20ppm，電芯首次充放電效率提升至 90% 以上（傳統(tǒng)控溫僅 85%），避免因注液不均導(dǎo)致的電芯容量一致性差（容量偏差≤3%）問題。

3. 電芯化成測試?yán)鋮s保護

鋰電池電芯化成（首次充電激活）過程中會產(chǎn)生大量熱量（溫度升至 40-50℃），高溫會導(dǎo)致 SEI 膜生成不均（影響循環(huán)壽命），甚至引發(fā)電芯熱失控。冷水機采用 “化成柜多通道冷卻系統(tǒng)”：通過冷卻板與電芯表面貼合，將電芯溫度穩(wěn)定控制在 30±0.5℃，同時配備 “充電電流聯(lián)動” 功能 —— 當(dāng)化成電流從 0.5C 提升至 1C 時，自動提升冷卻功率（從 500W 增至 800W），實時抵消電流增大產(chǎn)生的額外熱量。例如在圓柱鋰電池化成中，冷卻保護可使電芯化成后循環(huán)壽命達 1500 次以上（高溫化成僅 1200 次），電芯表面溫度差≤2℃，SEI 膜阻抗穩(wěn)定在 50-80mΩ，符合《鋰離子電池化成工藝要求》，避免因高溫導(dǎo)致的電芯鼓包、容量衰減問題。

4. 低濕度適配與防腐蝕設(shè)計

鋰電池制造車間為干燥房（濕度≤1% RH），冷水機采用 “全封閉低濕度兼容結(jié)構(gòu)”：外殼采用 304 不銹鋼（表面噴砂處理，避免凝露），所有電氣部件采用防潮設(shè)計（防護等級 IP65），防止低濕度環(huán)境導(dǎo)致的部件靜電損壞；接觸電解液的冷卻管路采用 PTFE 材質(zhì)（耐碳酸酯類電解液腐蝕，使用壽命≥5 年），管路接口采用氟橡膠密封墊（耐高低溫 - 20℃至 200℃，防電解液滲漏）；同時配備 “靜電消除模塊”，避免靜電吸附粉塵污染極片或電芯。

二、鋰電池制造冷水機規(guī)范使用：5 步操作流程

鋰電池制造對電芯容量、循環(huán)壽命要求極高，冷水機操作需兼顧微精度控溫與干燥環(huán)境適配，以鋰電池專用水冷式冷水機為例：

1. 開機前干燥與系統(tǒng)檢查

? 干燥檢查：啟動注液室除濕系統(tǒng)，確保環(huán)境濕度≤1% RH；用無塵布蘸取異丙醇（純度≥99.7%）擦拭冷水機表面及接口，去除殘留粉塵與靜電；檢查冷卻管路 PTFE 部件是否有破損，避免電解液滲漏；

? 系統(tǒng)檢查：確認冷卻介質(zhì)（去離子水，電阻率≥18.2MΩ?cm，添加防腐蝕劑）液位達到水箱刻度線的 85%，檢測水泵出口壓力（穩(wěn)定在 0.3-0.5MPa），查看冷卻輥、化成柜冷卻板接口密封狀態(tài)（無滲漏）；通過電阻率儀檢測冷卻介質(zhì)純度，不達標(biāo)則啟動純化系統(tǒng)（反滲透 + EDI）處理。

1. 分工序參數(shù)精準(zhǔn)設(shè)定

根據(jù)鋰電池不同制造工序需求，調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)：

? 極片干燥冷卻：冷卻輥水溫 20±0.5℃，水流速度 1.2-2.0m3/h（按極片速度適配），開啟 “速度聯(lián)動” 模式，極片速度每提升 0.5m/min，流量增加 0.3m3/h；

? 電芯注液：注液室冷卻水溫 23±0.3℃，電解液儲罐冷卻水溫 22±0.2℃，水流速度 0.8-1.2m3/h，開啟 “雙恒溫聯(lián)動” 模式，溫度偏差報警閾值 ±0.2℃；

? 電芯化成：化成柜冷卻板水溫 28±0.5℃，水流速度 1.0-1.5m3/h，開啟 “電流聯(lián)動” 模式，充電電流每提升 0.2C，冷卻功率增加 100W；

? 設(shè)定后開啟 “權(quán)限加密” 功能，僅持鋰電池操作資質(zhì)人員可調(diào)整參數(shù)，操作記錄自動上傳至鋰電池生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES），滿足 IATF 16949 質(zhì)量追溯要求。

1. 運行中動態(tài)監(jiān)測與調(diào)整

通過冷水機 “鋰電池制造監(jiān)控平臺”，實時查看各工序溫度、冷卻介質(zhì)電阻率、電芯化成數(shù)據(jù)（電壓、溫度）等信息，每 5 分鐘記錄 1 次（形成電芯質(zhì)量臺賬）。若出現(xiàn) “極片含水率超標(biāo)”（多因冷卻輥溫度偏高），需降低冷卻輥水溫 1-2℃，小批量試干燥（10 片極片）檢測含水率；若電芯注液量偏差超 5%（多因電解液溫度波動），需重新校準(zhǔn)儲罐冷卻水溫 ±0.1℃，同時檢查注液泵精度；若化成電芯溫度超 40℃（多因冷卻功率不足），需提升冷卻板水流速度，降低化成電流至 0.8C，待溫度恢復(fù)后重新測試循環(huán)壽命。

2. 換產(chǎn)與停機維護

當(dāng)生產(chǎn)線更換電芯類型（如從方形電芯換為圓柱電芯）或極片材料（如從三元正極換為磷酸鐵鋰正極）時，需按以下流程操作：

? 換產(chǎn)前：降低冷水機負荷，關(guān)閉對應(yīng)工序冷卻回路，用去離子水沖洗冷卻輥、注液室冷卻盤管（去除殘留極片粉末、電解液），根據(jù)新電芯工藝重新設(shè)定參數(shù)（如磷酸鐵鋰極片干燥冷卻溫度降至 22℃）；

? 換產(chǎn)后：進行 “空白電芯測試”（用空載電芯模擬化成、注液工序），檢測溫度精度與冷卻效果，合格后裝入待加工極片 / 電芯正式生產(chǎn)；

? 日常停機維護（每日生產(chǎn)結(jié)束后）：關(guān)閉冷水機，啟動系統(tǒng)自清潔程序（用去離子水循環(huán)沖洗管路 20 分鐘 + 氮氣吹掃干燥），更換冷卻介質(zhì)過濾器濾芯；清潔溫度傳感器（用無塵布擦拭），檢測注液室濕度是否達標(biāo)。

1. 特殊情況應(yīng)急處理

? 冷卻介質(zhì)污染（電解液滲漏）：立即停機，關(guān)閉與注液室 / 化成柜的連接閥，排空污染介質(zhì)并按危廢規(guī)范處理；用去離子水沖洗管路 3 次，啟動純化系統(tǒng)使新介質(zhì)電阻率達標(biāo)；已加工的極片 / 電芯需進行全性能檢測（如極片涂層附著力、電芯容量），不合格產(chǎn)品全部報廢；

? 突然停電（電芯化成中）：迅速關(guān)閉冷水機總電源，斷開與化成柜的連接，啟動備用 UPS 電源維持電芯低溫存儲（溫度≤25℃）；恢復(fù)供電后，先啟動純化系統(tǒng)，待介質(zhì)純度達標(biāo)后逐步啟動冷水機，對停電前化成的電芯重新激活并檢測循環(huán)壽命；

? 注液室溫度驟升（超 28℃）：立即停止注液操作，啟動冷水機 “應(yīng)急冷卻” 模式（注液室冷卻流量提升至 1.5 倍），同時加大除濕系統(tǒng)功率；待溫度恢復(fù)至 23±0.3℃后，檢查冷卻盤管是否結(jié)垢，排除故障前禁止繼續(xù)注液，已注液的電芯需檢測電解液含水率。

三、鋰電池制造冷水機維護與選型要點

? 日常維護：每日清潔設(shè)備表面與過濾器，檢測冷卻介質(zhì)電阻率；每 2 小時記錄極片含水率、電芯化成溫度數(shù)據(jù)；每周用檸檬酸溶液（濃度 1%）清洗冷卻管路（去除水垢），校準(zhǔn)溫度傳感器（溯源至國家計量院鋰電池專用標(biāo)準(zhǔn)）；每月對水泵、壓縮機進行低振動維護（更換減震墊），檢查 PTFE 管路腐蝕狀態(tài)；每季度更換純化系統(tǒng)樹脂，對管路進行壓力測試（保壓 0.5MPa，30 分鐘無壓降）；

? 選型建議：極片干燥選 “冷卻輥專用冷水機”（控溫 ±0.5℃），電芯注液選 “雙恒溫冷水機”（帶低濕度適配），電芯化成選 “多通道冷卻冷水機”（支持電流聯(lián)動）；大型鋰電池工廠建議選 “集中供冷 + 分布式純化系統(tǒng)”（總制冷量 100-200kW，支持 8-12 條電芯生產(chǎn)線并聯(lián)）；選型時需根據(jù)電芯產(chǎn)能與工藝需求匹配（如年產(chǎn) 1GWh 動力電池需配套 150-200kW 冷水機，圓柱電芯化成需配套 50-80kW 冷水機），確保滿足鋰電池高精密制造需求，保障電芯性能與安全。