一、鋰電池制造專屬：冷水機(jī)的 4 大核心功能特性

鋰電池制造（正極極片加工、負(fù)極極片加工、電池殼注塑）對(duì)溫度精度、環(huán)境潔凈度要求嚴(yán)苛，溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致極片活性物質(zhì)脫落（脫落率超 3%）、電池殼尺寸偏差（超 0.2mm），直接影響電芯的能量密度、循環(huán)壽命與裝配適配性。專用鋰電池制造冷水機(jī)通過高精度控溫、防粉塵污染設(shè)計(jì)，滿足 GB/T 31484-2015、GB/T 18287-2013 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，保障制造過程的高穩(wěn)定性與產(chǎn)品品質(zhì)一致性。

1. 鋰電池正極極片冷卻定型

正極極片（如三元材料極片，涂層厚度 80-120μm）經(jīng) 120-130℃真空干燥（去除水分，防止電解液分解）后，需快速冷卻至 45℃以下（穩(wěn)定涂層結(jié)構(gòu)，避免活性物質(zhì)團(tuán)聚），冷卻過慢會(huì)導(dǎo)致極片涂層開裂（開裂率超 5%）、壓實(shí)密度下降（＜3.5g/cm3），過快則會(huì)使極片卷曲（卷曲度超 10mm/m）、基材變形。冷水機(jī)采用 “冷卻輥組 - 氮?dú)獗Ｗo(hù)冷卻雙系統(tǒng)”：冷卻輥內(nèi)置 18±0.3℃冷卻介質(zhì)（工業(yè)乙二醇溶液），將極片從 125℃降至 60℃（降溫速率 3.2℃/s），再通過 40℃氮?dú)怙L(fēng)幕（風(fēng)速 0.8m/s，防止氧化）進(jìn)一步降至 43±1℃，配備 “涂層厚度聯(lián)動(dòng)” 功能 —— 當(dāng)涂層厚度從 80μm 增至 120μm 時(shí)，自動(dòng)降低冷卻輥轉(zhuǎn)速（從 5m/min 降至 3m/min）、提升氮?dú)饬髁浚◤?200m3/h 增至 350m3/h），確保厚涂層極片冷卻均勻。例如在三元正極極片加工中，雙系統(tǒng)冷卻可使極片開裂率≤1%，壓實(shí)密度≥3.8g/cm3，卷曲度≤3mm/m，符合《鋰離子電池正極材料》（GB/T 30835-2014）要求，保障電芯的能量密度（≥280Wh/kg）與循環(huán)壽命（≥1500 次）。

2. 鋰電池負(fù)極極片降溫穩(wěn)定

負(fù)極極片（如石墨負(fù)極極片，面密度 150-200g/m2）經(jīng) 90-100℃干燥（去除粘結(jié)劑溶劑）后，需冷卻至 40℃以下（增強(qiáng)石墨與銅箔附著力，減少脫層），冷卻過慢會(huì)導(dǎo)致極片脫層率超 4%、內(nèi)阻升高（＞5mΩ），過快則會(huì)使極片脆性增加（彎折斷裂率超 3%）。冷水機(jī)采用 “多段式水冷輸送帶 - 真空冷卻雙系統(tǒng)”：1 段輸送帶（水溫 20±0.5℃）將極片從 95℃降至 65℃，2 段輸送帶（水溫 15±0.5℃）降至 45℃，真空冷卻艙（溫度 38±1℃）最終降至 38±1℃，配備 “面密度聯(lián)動(dòng)” 功能 —— 當(dāng)面密度從 150g/m2 增至 200g/m2 時(shí)，自動(dòng)延長(zhǎng) 2 段輸送帶停留時(shí)間（從 10 秒增至 15 秒）、提升冷卻流量（從 2.5m3/h 增至 4.0m3/h），適配高面密度極片的散熱需求。例如在石墨負(fù)極極片加工中，雙系統(tǒng)降溫可使極片脫層率≤1%，內(nèi)阻≤3mΩ，彎折斷裂率≤0.5%，符合《鋰離子電池負(fù)極材料》（GB/T 30834-2014）要求，保障電芯的充放電效率（首次充放電效率≥90%）。

3. 鋰電池外殼注塑模具溫控

鋰電池外殼（如 ABS/PC 復(fù)合材料外殼，厚度 1.5-3mm）注塑成型需控制模具溫度 50-60℃（確保外殼表面光滑，減少收縮變形），溫度過高會(huì)導(dǎo)致外殼收縮率超 2%（尺寸偏差超 0.15mm）、飛邊量增加（超 0.08mm），過低則會(huì)使外殼脆性增加（沖擊強(qiáng)度下降 25%）、脫模困難。冷水機(jī)采用 “模具型腔分區(qū)水路 - 模溫機(jī)輔助雙系統(tǒng)”：型腔水路通入 22±0.5℃冷卻介質(zhì)，維持模具溫度 55±0.5℃，模溫機(jī)實(shí)時(shí)補(bǔ)償模具邊角溫差（溫差≤0.3℃），配備 “外殼厚度聯(lián)動(dòng)” 功能 —— 當(dāng)外殼厚度從 1.5mm 增至 3mm 時(shí)，自動(dòng)增加冷卻水路數(shù)量（從 3 組增至 6 組）、提升冷卻流量（從 1.8m3/h 增至 3.2m3/h），適配厚壁外殼的散熱需求。例如在 ABS/PC 復(fù)合電池外殼注塑中，雙系統(tǒng)控溫可使外殼收縮率≤0.8%，飛邊量≤0.03mm，沖擊強(qiáng)度≥20kJ/m2，符合《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全要求》（GB/T 18287-2013）要求，保障外殼的抗沖擊性能與電芯裝配精度（間隙≤0.1mm）。

4. 防粉塵污染與耐腐蝕設(shè)計(jì)

鋰電池制造需在潔凈車間（Class 1000）進(jìn)行，冷水機(jī)接觸極片的冷卻部件采用 316L 不銹鋼（表面電解拋光，Ra≤0.1μm，無粉塵脫落）；針對(duì)極片加工中的石墨粉塵，配備 “高效除塵過濾模塊”（精度 1μm，粉塵去除率≥99.99%），防止粉塵堵塞冷卻水路；冷卻介質(zhì)添加絕緣防銹劑（絕緣電阻≥1012Ω，對(duì)極片無腐蝕，基材腐蝕率≤0.001mm / 年），避免介質(zhì)影響電芯電學(xué)性能，符合鋰電池車間低塵、絕緣環(huán)境要求。

二、鋰電池制造冷水機(jī)規(guī)范使用：5 步操作流程

鋰電池制造對(duì)電芯性能、外殼精度與環(huán)境潔凈度要求極高，冷水機(jī)操作需兼顧高精度控溫與防污染規(guī)范，以鋰電池專用水冷式冷水機(jī)為例：

1. 開機(jī)前系統(tǒng)與潔凈度檢查

? 系統(tǒng)檢查：確認(rèn)冷卻介質(zhì)（工業(yè)乙二醇溶液，濃度 45%-55%，添加絕緣防銹劑）液位達(dá)到水箱刻度線的 90%，檢測(cè)介質(zhì)絕緣電阻（≥1012Ω）、對(duì)極片材料的腐蝕性（無基材變色、無涂層脫落）；檢測(cè)水泵出口壓力（正極極片冷卻 0.6-0.8MPa、負(fù)極極片降溫 0.5-0.7MPa、外殼注塑 0.4-0.6MPa），查看冷卻輥、模具水路接口密封狀態(tài)（無滲漏）；啟動(dòng)除塵過濾模塊，確保設(shè)備內(nèi)部潔凈度（粉塵濃度≤0.1mg/m3）；

? 潔凈度檢查：用無塵布蘸取異丙醇擦拭冷卻輥、輸送帶表面（無污漬殘留），檢測(cè)車間環(huán)境潔凈度（符合 Class 1000 要求），避免粉塵污染極片。

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)：

? 正極極片冷卻：冷卻輥水溫 18±0.3℃，氮?dú)怙L(fēng)幕溫度 40±1℃、風(fēng)速 0.8m/s，涂層厚度 80-120μm 時(shí)，冷卻輥轉(zhuǎn)速 3-5m/min、氮?dú)饬髁?200-350m3/h；開啟 “厚度聯(lián)動(dòng)” 模式，厚度每增加 10μm，轉(zhuǎn)速降低 0.2m/min、流量增加 15m3/h；

? 負(fù)極極片降溫：1 段輸送帶水溫 20±0.5℃，2 段 15±0.5℃，真空冷卻艙溫度 38±1℃，面密度 150-200g/m2 時(shí)，2 段停留時(shí)間 10-15 秒、冷卻流量 2.5-4.0m3/h；開啟 “面密度聯(lián)動(dòng)” 模式，面密度每增加 10g/m2，時(shí)間延長(zhǎng) 0.5 秒、流量提升 0.15m3/h；

? 電池外殼注塑：模具水路水溫 22±0.5℃，模具目標(biāo)溫度 55±0.5℃，外殼厚度 1.5-3mm 時(shí)，冷卻水路 3-6 組、流量 1.8-3.2m3/h；開啟 “厚度聯(lián)動(dòng)” 模式，厚度每增加 0.3mm，水路增加 0.6 組、流量提升 0.28m3/h；

? 設(shè)定后開啟 “權(quán)限加密” 功能，僅持鋰電池制造資質(zhì)人員可調(diào)整參數(shù)，操作記錄自動(dòng)上傳至 MES 系統(tǒng)，滿足 IATF 16949 汽車級(jí)質(zhì)量追溯要求（若用于車載電池）。

1. 運(yùn)行中動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)整

通過冷水機(jī) “鋰電池監(jiān)控平臺(tái)”，實(shí)時(shí)查看各工序溫度、極片開裂率、外殼收縮率、電芯內(nèi)阻等數(shù)據(jù)，每 15 分鐘記錄 1 次（形成電芯質(zhì)量臺(tái)賬）。若出現(xiàn) “正極極片開裂率超 2%”，需微調(diào)冷卻輥水溫 ±0.2℃，降低冷卻輥轉(zhuǎn)速 0.3m/min；若負(fù)極極片脫層率超 2%，需延長(zhǎng) 2 段輸送帶停留時(shí)間 2 秒，提升冷卻流量 0.3m3/h；若電池外殼尺寸偏差超 0.12mm，需降低模具水路水溫 0.3-0.5℃，檢查注塑保壓壓力（提升 0.2MPa），重新檢測(cè)外殼精度。

2. 換產(chǎn)與停機(jī)維護(hù)

當(dāng)生產(chǎn)線更換電芯型號(hào)（如從三元電芯換為磷酸鐵鋰電芯）或調(diào)整極片參數(shù)時(shí)，需按以下流程操作：

? 換產(chǎn)前：降低冷水機(jī)負(fù)荷，關(guān)閉對(duì)應(yīng)工序冷卻回路，用異丙醇清洗冷卻輥、輸送帶（去除殘留極片粉末，避免交叉污染），根據(jù)新電芯工藝重新設(shè)定參數(shù)（如磷酸鐵鋰正極極片冷卻輥水溫調(diào)整至 19±0.3℃）；

? 換產(chǎn)后：小批量試生產(chǎn)（50 片正極極片、50 片負(fù)極極片、30 個(gè)電池外殼），檢測(cè)極片性能、外殼尺寸、電芯裝配間隙，確認(rèn)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后，恢復(fù)滿負(fù)荷運(yùn)行；

? 日常停機(jī)維護(hù)（每日生產(chǎn)結(jié)束后）：關(guān)閉冷水機(jī)，更換除塵過濾模塊濾芯；檢測(cè) 316L 不銹鋼部件腐蝕狀態(tài)（壁厚減薄量≤0.005mm / 年），補(bǔ)充冷卻介質(zhì)并檢測(cè)絕緣電阻；用無塵布清潔設(shè)備表面，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)與潔凈度檢測(cè)結(jié)果。

1. 特殊情況應(yīng)急處理

? 冷卻介質(zhì)絕緣電阻不達(dá)標(biāo)（極片加工中）：立即停機(jī)，關(guān)閉極片生產(chǎn)線與冷卻回路，將污染極片隔離；更換合格冷卻介質(zhì)，重新檢測(cè)絕緣電阻（≥1012Ω）；對(duì)已加工極片進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)試（超 5mΩ 需報(bào)廢），合格后方可重啟生產(chǎn)；

? 突然停電（電池外殼注塑中）：迅速關(guān)閉冷水機(jī)總電源，斷開與注塑機(jī)的連接，啟動(dòng)備用 UPS 電源（10 秒內(nèi)恢復(fù)供電），優(yōu)先維持模具冷卻；若停電超 8 分鐘，已注塑外殼需檢測(cè)收縮率（超 1.5% 需報(bào)廢），調(diào)整參數(shù)后重新試生產(chǎn)；

? 極片卷曲超 5mm/m（正極極片冷卻中）：立即提升冷卻輥水溫 0.5-1℃，降低氮?dú)怙L(fēng)速 0.2m/s；對(duì)已卷曲極片進(jìn)行校平處理（常溫校平，壓力 0.3MPa），重新檢測(cè)卷曲度，合格后方可進(jìn)入下工序，不合格則調(diào)整冷卻參數(shù)后重新冷卻。

三、鋰電池制造冷水機(jī)維護(hù)與選型要點(diǎn)

? 日常維護(hù)：每日檢測(cè)冷卻介質(zhì)液位、溫度與絕緣電阻；每 2 小時(shí)記錄極片溫度、性能數(shù)據(jù)；每周用檸檬酸溶液（濃度 1%）清洗冷卻水路（去除水垢與極片粉末），校準(zhǔn)溫度傳感器（溯源至國家計(jì)量院電子專用標(biāo)準(zhǔn)）；每月對(duì)水泵、壓縮機(jī)進(jìn)行潤(rùn)滑（使用絕緣潤(rùn)滑油），檢查除塵過濾模塊密封性；每季度對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行壓力測(cè)試（保壓 0.8MPa，30 分鐘無壓降），清理換熱器；每年更換冷卻介質(zhì)與絕緣防銹劑，對(duì)冷卻輥表面進(jìn)行電解拋光維護(hù)；

? 選型建議：正極極片冷卻選 “雙系統(tǒng)氮?dú)獗Ｗo(hù)冷水機(jī)”（控溫 ±0.3℃，防氧化），負(fù)極極片降溫選 “多段式真空冷水機(jī)”（帶面密度聯(lián)動(dòng)），電池外殼注塑選 “精密模具冷水機(jī)”（帶厚度聯(lián)動(dòng)）；大型鋰電池廠建議選 “集中供冷 + 分布式除塵系統(tǒng)”（總制冷量 150-300kW，支持 3-5 條電芯生產(chǎn)線）；選型需匹配電芯產(chǎn)能與規(guī)格（如日產(chǎn) 10 萬片正極極片需 100-120kW 冷水機(jī)，日產(chǎn) 5 萬個(gè)電池外殼需 80-100kW 冷水機(jī)），確保滿足鋰電池高精度、高潔凈制造需求，保障電芯性能與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。