锂电池废气处理工艺｜锂电池废气处理计划

来源：欧宝体育官方app免费下载    发布时间：2025-08-11 06:06:27

　　锂电池是一类以锂金属或锂合金为负极资料、运用非水电解质溶液的电池，其中心原理是经过锂离子在正负极之间的嵌入 / 脱嵌完成充放电。

　　能量密度高（比铅酸电池高 3-5 倍）、循环寿命长（一般≥1000 次）、自放电率低（月自放电≤5%）、无回忆效应，是新能源轿车、储能电站、消费电子（手机、笔记本）等范畴的中心动力来历。

　　近年来跟着全球 “碳中和” 推动，锂电池需求迸发，2024 年全球锂电池装机量超 1.5TWh，中国是全球最大的锂电池出产国（占全球 70% 以上产能），中心企业包含宁德年代、比亚迪、亿纬锂能等。

　　锂电池出产流程杂乱（包括原资料预处理、电芯制作、封装测验等环节），不同环节发生的废气成分差异明显，详细如下：

　　配料拌和 正极资料（如钴酸锂、磷酸铁锂）、负极资料（石墨）、导电剂（炭黑）等粉体混合时发生的粉尘（粒径多为 1-10μm）；若运用溶剂型浆料，或许随同少数有机溶剂蒸发（如 N - 甲基吡咯烷酮，NMP）。

　　涂布与枯燥 浆料（含 NMP、乙醇等溶剂）涂布到集流体（铜箔 / 铝箔）后，经高温枯燥（80-150℃）蒸发的有机废气（NMP 为主，占比≥90%；少数乙醇、丙二醇甲醚等）。

　　辊压、分切 极片辊压（压实厚度）、分切（裁剪成指定尺度）时发生的极片粉尘（含金属氧化物、碳粉）。

　　注液 向电芯壳体注入电解液（主要成分为六氟磷酸锂 LiPF₆，溶解于碳酸酯类溶剂如 EC、DMC、EMC）时，蒸发的电解液废气（含碳酸酯类有机溶剂、HF（六氟磷酸锂水解产品）、POF₃等）。

　　化成与老化 电芯初次充电（化成）及后续安稳性很高（老化）过程中，电解液分化或微量水反响发生的微量废气（如 CO₂、H₂、HF、小分子烷烃）。

　　封装与焊接 壳体激光焊接（铝壳 / 钢壳）时发生的金属烟尘（铝、铁氧化物）；胶黏剂固化蒸发的有机小分子（如甲醛、苯系物）。

　　成分杂乱：包括粉尘（无机 / 有机颗粒）、有机废气（NMP、碳酸酯类）、酸性气体（HF、POF₃）、微量易燃易爆气体（H₂）等，不同环节废气性质差异大。

　　毒性明显：NMP 对皮肤、黏膜有刺激性，长时间触摸或许损害肝脏；HF 为强腐蚀性气体，可导致呼吸道灼伤；六氟磷酸锂分化产品含氟化物，累积会污染土壤 / 水体。

　　浓度动摇大：有机废气（如 NMP）浓度随涂布速度、枯燥气温改变（一般 100-2000mg/m³）；粉尘浓度随拌和强度、分切速度动摇（10-500mg/m³）。

　　间歇性排放：部分环节（如注液、化成）为批次出产，废气排放呈间歇性；涂布、枯燥为接连出产，废气接连排放。

　　锂电池抛弃净化处理需依据 “分环节搜集、分类处理” 准则，结合废气性质挑选单一或组合工艺，典型流程如下：

　　预处理：选用部分集气罩（风量 5000-20000m³/h）搜集粉尘，防止分散。

　　细颗粒粉尘（1-10μm）：用布袋除尘器（滤料为 PTFE 覆膜原料，耐酸碱，功率≥99%）或滤筒除尘器（合适小风量，功率 95-99%）。

　　后处理：净化后气体经 15m 以上排气筒排放（粉尘浓度≤10mg/m³，满意《电池工业污染物排放规范》GB 30484-2013）。

　　预处理：经过密闭烘箱 + 管道搜集（涂布枯燥废气）或车间顶吸风（封装蒸发废气），风量 10000-50000m³/h。

　　低浓度（≤500mg/m³）：活性炭吸附 + 脱附再生（活性炭为颗粒炭，吸附饱满后用热空气脱附，脱附气进入催化焚烧）；

　　中高浓度（≥500mg/m³）：RTO（蓄热式热力焚化炉）（将有机废气加热至 750-850℃，使 NMP、碳酸酯类彻底氧化为 CO₂和 H₂O，热功率≥95%，去除率≥99%）；或催化焚烧（CO）（在催化剂（Pt、Pd）作用下，200-400℃氧化分化，合适风量小、浓度安稳的场景，去除率≥98%）。

　　后处理：若废气含少数酸性物质，可增加碱洗喷淋塔（NaOH 溶液，pH=8-10），进一步去除 HF 等（功率≥90%）。

　　预处理：注液工位选用全封闭手套箱搜集废气，化成工序用密闭老化房集气（风量 2000-10000m³/h）。

　　第二步：活性炭吸附塔（装填浸渍活性炭，增强对碳酸酯类溶剂的吸附），去除剩余有机废气（功率≥90%）。

　　后处理：净化后气体经检测（HF≤1mg/m³，有机废气≤50mg/m³）后排放。

　　涂布枯燥废气：集气罩→喷淋塔（预处理，去除少数粉尘）→RTO（处理 NMP，温度 800℃）→碱洗塔（去除焚烧发生的微量 HF）→排气筒。注液废气：手套箱集气→一级碱洗→二级碱洗→活性炭吸附→排气筒。配料粉尘：集气罩→布袋除尘器→排气筒。

　　涂布废气：“喷淋预处理（除粉尘）+ RTO（蓄热体为陶瓷，热收回率 95%）”；

　　注液废气：“两级碱洗喷淋（NaOH 浓度 5%）+ 活性炭吸附（椰壳炭，替换周期 3 个月）”。

　　处理作用：NMP 去除率≥99%（出口浓度≤10mg/m³），HF 去除率≥98%（出口浓度≤0.2mg/m³），满意《电池工业污染物排放规范》及当地特别排放限值。

　　处理目标：电芯焊接烟尘（铁 / 铝粉尘，浓度 50-200mg/m³）、胶黏剂蒸发废气（甲醛 + 苯系物，浓度 20-100mg/m³）。

　　工艺挑选：“滤筒除尘器（处理粉尘）+ 光催化氧化（UV 灯管 + TiO₂催化剂，处理有机废气）”。

　　处理作用：粉尘出口浓度≤5mg/m³，甲醛≤0.5mg/m³，苯系物≤0.1mg/m³，运转本钱约 0.8 元 /m³（含电费、耗材）。

　　锂电池废气因成分杂乱、毒性强，处理需结合出产环节特性挑选针对性工艺，中心在于 “分质搜集 + 高效净化”。跟着环保要求趋严（如欧盟 REACH 法规对氟化物约束），未来抛弃净化处理将向 “低能耗（如 RTO 与余热收回结合）、资源化（如 NMP 收回设备）” 方向开展。