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第五代除湿系统
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全固态电池“最后一公里”,环境控制难题何解?
高工锂电· 2025-10-13 11:26
硫化物全固态电池产业化瓶颈 - 硫化物全固态电池被视为下一代动力电池的关键突破,但产业化进程卡在"最后一公里" [1] - 全球头部电池企业已实现Ah级生产,正进入中试以放大规模,但因生产环境苛刻和安全隐患突出,量产步履维艰 [1] - 关键材料硫化锂易吸湿,与空气接触会导致性能下降并释放剧毒硫化氢气体,直接威胁生产安全 [1][6] - 传统实验室用惰性气体隔绝空气的方法在小规模实验可行,但在工业化量产中不可行 [1][7] 生产环境控制挑战 - 硫化物固态电池对生产环境湿度要求极高,且所需气量巨大,湿度控制不佳会导致电池次品率上升和一致性差 [3] - 动力电池产线的除湿系统及冷热源消耗占工厂总能耗接近40%,运行成本高昂 [1][14] - 固态电解质环节对硫化锂的水分含量要求小于100mg/kg [5] - 水分残留会引发水解反应,生成氢氧化锂等杂质,影响电解质的化学计量比和物相结构,降低离子电导率 [4] 普沃思系统化解决方案 - 解决方案采用"宜疏不宜堵"思路,在回风系统中将硫化物气体吸走,与需要除湿干燥的气流形成一股气流,先处理硫化物气体再进行低露点除湿 [8][9] - 通过从硫化氢气体含量1PPM到50PPM的边界含量界定和工程化应用实验,确定了未来量产固态电池的生产规模要求 [10] - 实验数据显示,该解决方案可使环境链出口的硫化氢浓度降至0-0.2PPM,保障电池生产和人员安全 [12] - 公司已与国外电池巨头合作,在全固态产线上实现应用,效果显著 [13] 节能降耗技术创新 - 公司提出"中温再生"概念,预判电池工厂除湿系统将采用中温再生和低品位能源相匹配的技术路线 [15] - 与清华大学共同研发第五代除湿系统——多级中温再生除湿系统,空间更小,能耗更低,可不采用电和蒸汽这种高品位能源,而是用热水系统冷热水系统实现节能目标 [15] - 传统高温再生系统的加热费用约为100多万元,而中温结合冷水一体机的成本仅需30-40万元,节能率达到65%,且空气状态保持不变(露点温度在-60℃至-70℃,甚至固态电池所需的-80℃) [17] - 采用第五代产品后,运行成本降低60%多,从传统高品位热源的100多万元降至30-40万元(3万风量左右),且能耗节省是持续累积的 [21] 工程安装与系统优化 - 第五代中温多级除湿系统采用一体化设计,设备只有6-7米长,可整体运输到工厂,搬运到车间后进行简单安装,通电接水即可调试,大大缩短安装时间和降低调试难度 [19] - 传统除湿设备采用分段式运输现场,在车间内进行人工拼装调试,周期长且易出现问题 [18] - 公司正在与磁悬浮压缩机制造商共同研发磁悬浮冷水机组,因为磁悬浮压缩系统在制冷和制热方面都能实现较高的能效比 [22] - 公司参与了与清华大学和中建三局合作的国家"十四五"研发计划,针对电池行业应用的蓄冷和高温冷热水一体化使用进行研究 [22] 技术积累与行业展望 - 公司从事电池行业环境控制已积累一百多项发明和实用型专利,包括全球发明专利 [23] - 全固态电池量产必须从源头开始考虑节能降耗和硫化氢气体处理问题,不能再犯液态电池的老毛病 [24] - 中国企业需要更加尊重科学技术和知识产权,才能在全球获得尊重 [25]