《锂离子电池工厂设计标准+GB+51377-2019》详细解读

《锂离子电池工厂设计标准GB51377-2019》详细解读目录1总则2术语3基本规定4工艺5厂址选择及总体规划6建筑7结构8气体动力目录9供暖、通风、空气调节与净化10给水排水11电气附录A锂离子电池生产工艺流程本标准用词说明引用标准名录编制说明011总则确保锂离子电池工厂设计符合相关法律法规、标准规范以及产业政策要求。提高锂离子电池工厂的生产效率、产品质量和安全性。促进锂离子电池行业的可持续发展，推动新能源产业的进步。1.1设计目的和意义锂离子电池工厂的总体规划、工艺设计、设备选型、配套设施设计等。工厂生产过程中的安全、环保、节能等方面的要求。工厂建设所需的基础设施、公用工程等条件。1.2设计范围和内容03注重安全生产和环境保护，保障员工和周边居民的安全健康。01遵循科学、合理、先进、适用的设计原则，确保工厂设计的可靠性、经济性和前瞻性。02坚持创新驱动、绿色发展的指导思想，推动锂离子电池工厂的智能化、绿色化升级。1.3设计原则和指导思想123国家相关法律法规、标准规范以及产业政策要求。锂离子电池行业的相关技术标准、规范及产业发展趋势。工厂所在地的自然条件、社会环境及经济发展状况等。1.4设计依据和标准022术语锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子的移动是通过电解液来实现的。锂离子电池具有高能量密度、高电压、自放电小、无记忆效应等优点，因此被广泛应用于电动汽车、储能等领域。定义特点2.1锂离子电池定义工厂设计是指根据生产工艺要求，对工厂的建筑、结构、设备、管线等进行综合设计的过程。其目的是为了创造符合生产要求的物质环境，使工厂能够安全、高效、环保地进行生产。内容工厂设计包括总图设计、工艺设计、建筑设计、结构设计、给排水设计、电气设计、暖通设计等多个专业领域。2.2工厂设计定义生产工艺是指将原材料转化为成品的具体过程和方法，包括加工、装配、测试等环节。在锂离子电池工厂中，生产工艺主要包括电极制备、电池组装、化成、分容等工序。重要性生产工艺的先进性和合理性直接影响到产品的质量和生产效率。因此，在工厂设计中，需要根据产品的特点和市场需求，选择适合的生产工艺和设备。2.3生产工艺安全生产是指在生产过程中，通过采取一系列措施，保障人身安全和设备安全，防止事故的发生。在锂离子电池工厂中，由于涉及到化学反应和高温高压等危险因素，因此安全生产尤为重要。定义为了实现安全生产，需要在工厂设计中考虑防火、防爆、防毒等措施，并配备相应的安全设施和器材。同时，还需要制定严格的安全管理制度和操作规程，确保员工能够正确、安全地进行操作。措施2.4安全生产033基本规定

3.1工厂设计原则锂离子电池工厂设计应遵循安全、环保、节能、高效的原则，确保生产过程的顺利进行和产品质量的稳定提升。工厂设计应充分考虑生产工艺流程和设备布局，实现生产流程的连续性和自动化，提高生产效率和能源利用率。工厂设计应注重环境保护和职业健康，采取有效的措施减少废气、废水、固体废弃物等污染物的排放，保障员工的安全和健康。工厂的年产能应符合国家相关产业政策和行业规范条件的要求，一般不低于1亿瓦时。工厂应具备一定的生产弹性和扩展能力，以适应市场变化和技术进步的需求。锂离子电池工厂的规模和产能应根据市场需求、技术水平和资金实力等因素进行合理规划。3.2工厂规模与产能010203锂离子电池工厂应选址于交通便利、资源充足、环境适宜的地区，并符合当地城市规划和土地利用规划的要求。工厂布局应合理紧凑，实现生产区、仓储区、办公区等区域的相对独立和有机联系。工厂内部道路、管线、绿化等基础设施应完善配套，满足生产和生活的需要。3.3工厂选址与布局锂离子电池工厂应采用先进的生产工艺和设备，确保产品质量和生产效率。生产工艺应符合国家相关标准和规范的要求，严格控制原材料、半成品和成品的质量。设备选型应注重性能稳定、操作简便、维护方便等因素，提高设备的可靠性和利用率。3.4生产工艺与设备044工艺锂离子电池工厂设计应遵循安全、环保、节能、高效的原则，确保产品质量和生产效益。工厂应按照国家相关法律法规和标准规范进行设计，符合行业发展规划和产业政策要求。工厂设计应考虑生产工艺流程的合理性和生产设备的先进性，提高自动化和智能化水平。4.1一般规定锂离子电池工厂的基本工序包括电极制备、电池组装、化成与分容、检测与包装等。电极制备工序包括混料、涂布、干燥、辊压、分切等，应确保电极材料的均匀性和一致性。电池组装工序包括电芯装配、注液、封口等，应确保电池内部结构的紧密性和安全性。化成与分容工序是电池性能形成的关键环节，应确保化成和分容设备的精度和稳定性。010203044.2基本工序锂离子电池工厂的工艺区划应根据生产工艺流程和设备布局要求进行合理划分。生产区内应按照生产工艺流程设置各工序操作间，确保生产过程的连续性和协调性。工艺区划应包括原料区、生产区、仓储区、辅助生产区等，各区之间应有明显的界限和标识。仓储区应设置原材料库、半成品库、成品库等，并配备相应的货架和搬运设备。4.3工艺区划锂离子电池工厂的设备配置应根据生产工艺要求和产能规模进行合理选择。设备布局应考虑生产流程的顺畅性和设备维护的方便性，减少物料搬运和设备故障对生产的影响。关键设备如涂布机、辊压机、分切机、注液机等应具有高精度和高稳定性，确保产品质量和生产效率。工厂应配备完善的公用工程设施，如供电、供水、供气、通风、空调等，确保生产环境的稳定性和舒适性。4.4设备配置055厂址选择及总体规划厂址选择应符合当地城乡规划及工业布局，尽可能靠近原材料、能源供应及产品销售地。应选择地势平坦、自然条件良好、交通运输便利、水源充足且排水顺畅的地点。厂址应避开地震、滑坡、泥石流等自然灾害易发区，确保工厂安全。5.1一般规定总平面布置应满足生产工艺流程的要求，合理布局各功能区域。应设置独立的电池生产车间、原料仓库、成品仓库、研发实验室等区域，并满足防火、防爆、防尘等安全要求。厂区内道路应宽敞、平坦、通畅，满足运输及消防要求。5.2总平面布置应设置完善的排水系统，确保厂区排水顺畅，防止内涝。对于山区或丘陵地带的厂址，应采取有效的护坡、挡土墙等措施，防止山体滑坡等地质灾害。竖向设计应充分利用地形高差，合理确定各建构筑物的标高。5.3竖向设计厂区内应设置独立的人流、物流通道，实现人车分流。应合理规划停车位，满足员工及访客停车需求。厂区出入口应设置门卫室，对进出车辆及人员进行严格管理。5.4交通组织厂区绿化应结合当地气候条件，选择适宜的树种和花卉进行搭配。绿化设计应注重功能性和观赏性相结合，为员工创造一个舒适的工作环境。厂区内应设置集中的绿地或花坛，提高绿化覆盖率，改善生态环境。5.5绿化设计066建筑锂离子电池工厂建筑设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，满足生产工艺和使用功能要求，做到安全适用、技术先进、经济合理、美观协调。工厂建筑设计应根据生产工艺流程和防火、防爆、防腐蚀、防噪声等要求，合理划分功能区域，确保各区域相互独立、互不干扰。建筑设计应考虑节能、环保和可持续发展要求，采用高效节能的建筑材料和设备，降低能耗，减少环境污染。6.1一般规定6.2防火安全及疏散锂离子电池工厂建筑设计应符合国家现行有关防火规范的规定，建筑耐火等级、防火分区、防火间距、安全疏散等应满足要求。工厂内应设置完善的消防设施，包括火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统等，确保火灾发生时能够及时报警和扑救。工厂内应设置足够的安全出口和疏散通道，确保人员在紧急情况下能够快速疏散。01锂离子电池工厂室内装修应符合生产工艺和使用功能要求，做到简洁、明亮、实用。02室内装修材料应符合国家现行有关标准的规定，具有防火、防腐、防潮、易清洁等性能。03工厂内各功能区域的室内装修应有所区别，以满足不同区域的生产和使用要求。例如，生产区域应采用耐磨、耐腐蚀、易清洁的地面材料，墙面和顶棚应采用防火、防潮、防尘的材料；办公区域则应注重舒适性和美观性。6.3室内装修077结构应根据地震烈度、风荷载、雪荷载等自然条件，以及场地工程地质和水文地质条件进行结构设计，确保建筑物的稳定性和安全性。锂离子电池工厂的结构设计应符合国家现行有关标准的规定，确保建筑安全、适用、经济、美观。工厂设计应满足生产工艺要求，合理布置生产设备、管道、电气线路等，并考虑生产操作、设备安装和维修的方便。7.1一般规定锂离子电池工厂的建筑材料应符合国家现行有关标准的规定，并应具有良好的耐久性和防火性能。主体结构宜采用钢筋混凝土或钢结构，根据具体情况选择适当的结构形式和材料。厂房围护结构应采用不燃烧体或难燃烧体材料，并符合相关防火规范的要求。7.2建筑材料厂房结构应根据生产工艺流程和设备布局进行设计，确保生产线的顺畅和设备的稳定运行。厂房结构应满足防火、防爆、防腐等安全要求，设置必要的安全出口和疏散通道，确保人员安全。7.3厂房结构设计厂房结构应具有足够的承载能力和稳定性，能够承受设备、物料、人员等荷载，并考虑设备振动、温度变化等因素的影响。厂房结构设计应考虑节能和环保要求，合理利用自然资源和能源，减少对环境的影响。088气体动力气体动力系统的设计应满足锂离子电池生产工艺对气体介质的质量、压力、流量和稳定性的要求。气体动力设备应选用高效、节能、低噪音、低振动的产品，并应符合国家相关标准和规范。气体管道系统的设计应合理、安全、可靠，并应便于操作和维修。8.1一般规定氮气系统主要用于锂离子电池生产过程中的保护气氛、反应气体和载气等。氮气储罐的设计应符合国家相关标准和规范，并应设置安全阀、压力表等安全附件。氮气系统应设置氮气纯度检测装置，以确保氮气的纯度符合生产工艺要求。8.2氮气系统8.3干燥压缩空气系统01干燥压缩空气系统主要用于锂离子电池生产过程中的气动设备、控制阀门等。02压缩空气应经过干燥、过滤处理，以去除水分、油雾和杂质等污染物。压缩空气储罐的设计应符合国家相关标准和规范，并应设置排水阀、安全阀等附件。03010203惰性气体系统主要用于锂离子电池生产过程中的保护气氛、反应气体和载气等。惰性气体应选用高纯度气体，并应设置气体纯度检测装置。惰性气体储罐的设计应符合国家相关标准和规范，并应设置安全阀、压力表等安全附件。8.4惰性气体系统8.5工艺真空系统01工艺真空系统主要用于锂离子电池生产过程中的真空干燥、真空注液等工艺。02真空系统应选用高效、节能的真空泵，并应设置真空度检测装置。03真空管道和阀门的设计应符合国家相关标准和规范，并应具有良好的密封性能。8.6NMP回收及电解液供应系统NMP回收系统主要用于回收锂离子电池生产过程中的NMP溶剂，以减少环境污染和资源浪费。02电解液供应系统主要用于锂离子电池生产过程中的电解液注入工艺。03NMP回收和电解液供应系统应设置相应的检测和控制装置，以确保系统的安全、稳定和可靠运行。同时，系统的设计应符合国家相关环保标准和规范。01099供暖、通风、空气调节与净化9.1一般规定锂离子电池工厂应确保供暖、通风、空气调节与净化系统的安全、可靠、节能和环保。工厂应根据生产工艺要求和当地气候条件，合理选择供暖、通风、空气调节与净化方式。供暖、通风、空气调节与净化系统的设计应满足生产区域的温度、湿度、洁净度和空气流速等要求。供暖系统应采用高效、节能的供暖设备，并考虑余热利用。供暖系统应保证生产区域的温度均匀性，避免局部过热或过冷。对于有特殊温度要求的生产区域，应设置独立的温度控制装置。0102039.2供暖通风系统应确保生产区域空气流通，及时排除有害气体和粉尘。废气处理系统应采用有效的废气处理技术，确保废气排放符合环保要求。对于产生大量粉尘的生产区域，应设置独立的除尘系统。9.3通风与废气处理净化空调系统应采用高效送风口或FFU等末端装置，确保生产区域的洁净度。对于有特殊湿度要求的生产区域，应设置独立的湿度控制装置。空气调节系统应根据生产区域的洁净度要求，合理选择空气过滤器和送风方式。9.4空气调节与净化9.5防烟排烟锂离子电池工厂应设置完善的防烟排烟系统，确保火灾时人员安全疏散。防烟排烟系统应与火灾自动报警系统联动，及时启动排烟风机和排烟口。对于可能产生烟雾的生产区域，应设置独立的烟雾探测器和排烟装置。1010给水排水锂离子电池工厂的给水排水设计应符合国家现行有关标准规范的规定。给水排水管道应合理布置，便于安装、检修和维护。给水排水设施应确保安全、卫生、经济、合理，并满足生产和生活需要。10.1一般规定工厂应根据生产、生活和消防等需求，确定合理的用水量和水质标准。给水系统应设置必要的计量、控制和保护装置，确保供水安全可靠。储水设施应具有足够的容量，以满足工厂在不同情况下的用水需求。01020310.2一般给水10.3工艺生产用水030201工艺生产用水的水质、水量和水压应符合生产工艺要求。生产设备冷却水系统应循环使用，并采取有效的防腐、防垢和杀菌措施。对于特殊生产用水，如去离子水等，应设置独立的制备和处理系统。消防给水量、水压和延续时间等应符合国家有关消防规范的要求。消防给水系统应与生活、生产给水系统分开设置，确保消防用水的可靠性。工厂内应配置必要的消防器材和设施，并定期检查和维护。10.4消防给水与灭火设备10.5排水010203排水系统应实行清污分流，确保废水得到有效处理。含有有害物质的生产废水应进行预处理，达到排放标准后方可排放。排水管道应合理布置，并采取有效的防腐、防漏措施，确保排水畅通无阻。1111电气11.1一般规定电气系统应满足生产工艺和设备的要求，合理确定供电方案和配电系统。电气设计应符合国家相关标准和规范，确保锂离子电池工厂的安全、可靠、经济运行。电气设备选型和布置应符合防火、防爆、防腐等要求，适应工厂环境。供配电系统应保证连续、稳定供电，满足生产设备、公用设施和辅助设施等用电需求。照明设计应符合国家照明标准，保证工作场所照度、均匀度和眩光限制等要求。应急照明和疏散指示系统应完善，确保在紧急情况下人员安全疏散。11.2供配电与照明防雷设计应符合国家防雷标准，采取有效措施防止直击雷和雷电波侵入。接地系统应完善，确保电气设备安全接地，防止触电和电气火灾事故。防静电措施应得当，防止静电危害和静电引起的火灾、爆炸等事故。11.3防雷与接地要点三通信系统应满足工厂内部和对外通信的需求，保证通信畅通无阻。0102自控系统应符合生产工艺和设备控制要求，实现自动化、智能化控制。监控系统应完善，对重要设备和关键部位进行实时监控，确保工厂安全运行。0311.4通信与自控12附录A锂离子电池生产工艺流程01020304正极材料如锂铁磷酸盐、锂钴氧化物等，需进行精确称量和混合。负极材料如石墨或硅基复合材料，同样需精确称量和混合。电解液含有锂盐的有机溶剂，需确保纯度和稳定性。隔膜用于隔离正负极，防止短路，同时允许锂离子通过。原料准备正负极涂布将正负极材料涂布在金属箔（如铝箔或铜箔）上，形成电极片。碾压和干燥对涂布后的电极片进行碾压，使其达到一定的密度和平整度，然后进行干燥处理。裁切和卷绕将干燥后的电极片裁切成规定尺寸，然后进行卷绕，形成电芯。电极制备123将卷绕好的电芯放入金属外壳或塑料外壳中。电芯入壳向电芯内注入电解液，然后进行封口处理。注液和封口对封口后的电池进行化成（即首次充电），使电池内部形成稳定的SEI膜；然后进行老化处理，使电池性能达到最佳状态。化成和老化电池组装检查电池外观是否存在破损、变形、漏液等问题。外观检测对电池进行充放电测试、容量测试、内阻测试等，确保电池性能符合标准要求。性能检测对电池进行过充、过放、短路、高温等安全性能测试，确保电池在使用过程中的安全性。安全检测质量检测13本标准用词说明0102严格遵循专业术语避免使用模糊、非专业的词汇，以免引起误解或歧义。使用标准、规范的锂离子电池工厂设计相关术语和定义，确保准确性和一致性。区分不同级别的用词对于强制性要求，使用“必须”、“应”等明确、无条件的用词，以强调其重要性。对于推荐性要求或建议，使用“宜”、“可”等较为灵活的用词，以表达其非强制性。尽可能使用简短、明了的句子和词汇，以便于理解和执行。避免使用冗长、复杂的句子和词汇，以免增加理解难度和产生歧义。用词准确、简洁、明了用词应客观、公正、严谨，避免带有个人情感色彩或偏见。对于需要强调或提醒的内容，可以使用加粗、斜体等排版方式进行突出显示。注意用词的语气和态度14引用标准名录国家标准GB/T31485-2015《锂离子电池工厂设计规范》GB/T31467.1-2015《锂离子电池用材料规范第1部分：正极材料》GB/T31484-2015《锂离子电池生产安全规范》GB/T31467.2-2015《锂离子电池用材料规范第2部分：负极材料》QB/T4784-2014《锂离子电池用电解液》QB/T478