锂电那些事今日头条06月27日星期二
新能源锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂金属的化学特性非常活泼，使得其在加工、保存、使用过程中，对车间要求也非常高。随着全球“碳达峰、碳中和”的大势所趋，锂电池已成为新能源行业的主力军。
锂电池行业为什么都要禁用锌、铜元素呢？
首先，锌是活泼金属，铜属于过渡金属（偏活泼），所以铜、锌原则上也比较容易发生化学反应，在锂电池的生产过程中，由于两极同时反应，不会在两极间产生明显的电势差，无法形成典型的原电池。
此外，正极材料生产工序较多，制造过程中的每一个环节都会有金属异物引入的风险。如正极材料中存在铁（Fe）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质时，电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后，这些金属就会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池内短。内短对锂离子电池会造成致命的影响，甚至引起爆炸。
锂电池制造工艺图
因此，为了保证锂离子电池的质量和稳定性，生产车间中需要保持清洁，避免金属元素的污染。同时，需要严格遵守生产标准和安全规范，确保电池的生产过程稳定可控，以生产出高质量的锂离子电池产品。此外，锂电车间的生产设备也需要选用专业的设备，杜绝安全隐患。例如，一些供应商已经可以提供相应的专业知识、正确的产品和配套服务，为电池制造提供全套无铜、无锌和干燥室兼容组件。
各国法规
各个国家和地区对锌和铜在锂电池生产环境中的浓度有一定的法规要求。以下是一些国家和地区的相关规定：
中国：《锂离子电池及其安全性能要求》（GB/T 31241-2014）规定，生产车间内空气中的铜、铁、锌、镉、镍、铅等重金属的质量浓度应小于0.5微克/立方米。
欧盟：欧盟委员会颁布了《电池和蓄电池的可持续性》指令，要求锂离子电池和蓄电池的制造商必须遵守欧盟REACH法规，限制化学品和材料使用中的有害物质，其中包括重金属。
美国：美国环境保护署（EPA）规定，生产车间内空气中铜、铅、锌、镉等金属元素的质量浓度应符合EPA的规定，以保护工人的健康和安全。
锂电池生产过程中，哪些设备和工艺可能造成空气中锌超标？
在锂电池生产过程中，可能会出现一些设备和工艺会导致空气中锌超标的情况，主要包括以下几个方面：
混料搅拌设备：在制备正极和负极电极材料时，需要使用混料搅拌设备将材料混合均匀。如果混合材料中含有锌材料，就可能会产生锌粉尘，导致空气中锌浓度超标。
溶剂处理设备：锂离子电池生产过程中需要用到大量的有机溶剂，如二甲苯、乙酸乙酯等。在溶剂的处理和回收过程中，可能会产生锌含量较高的溶液或废液，这些溶液或废液如果未经处理就直接排放，就会导致空气中锌浓度超标。
涂布设备：在生产正极和负极电极时铜是重金属吗，需要使用涂布设备将电极材料涂布在铜箔或铝箔上。在涂布过程中，如果涂料中含有锌材料，就可能会产生锌粉尘，导致空气中锌浓度超标。
热处理设备：锂离子电池的制造过程中需要进行热处理。在热处理过程中，金属材料和溶液中的锌可能会被释放到空气中。
清洗设备：生产车间中需要使用清洗设备对工件和生产设备进行清洗。在清洗过程中，如果使用的清洗剂中含有较高浓度的锌，就可能会导致空气中锌浓度超标。
焊接设备：锂离子电池的制造过程中，需要进行焊接，如点焊、激光焊等。在焊接过程中，可能会产生锌烟和锌粉，导致空气中锌浓度超标。
金属加工设备：锌和铜通常用于金属电极片和导电材料的制备。在这个过程中，金属加工设备可能会产生锌屑、铜屑和其他金属粉尘，进而导致空气中锌浓度超标。
因此，在锂电池生产过程中，需要加强设备和工艺控制，遵守相关的环境法规和标准，对设备和材料进行妥善处理和回收，确保生产车间的环境安全和工人的健康。
干燥间设备处理不当，也会造成锌铜超标
在锂电池生产过程中，干燥间是一个非常重要的环境保障设备，因为这里需要将电极片和隔膜材料等湿度高的材料进行干燥处理。如果干燥间相关的设备操作不当铜是重金属吗，会导致空气中锌和铜超标，主要涉及以下设备：
空气净化器：干燥间内通常需要安装空气净化器，以过滤空气中的微粒和污染物。如果空气净化器的过滤效果不好，就可能无法有效地去除锌和铜等金属粉尘，导致空气中锌和铜浓度超标。
烘箱：干燥间内的烘箱用于将电极片和隔膜材料等湿度高的材料进行干燥处理。如果烘箱温度过高或过低，就可能导致材料的热分解和氧化，进而产生锌和铜等金属粉尘，导致空气中锌和铜浓度超标。
除湿机：干燥间内的除湿机用于降低空气中的湿度，以便对材料进行干燥处理。如果除湿机的工作不正常，就可能导致湿度过高，进而导致材料发霉或结露，从而产生锌和铜等金属粉尘，导致空气中锌和铜浓度超标。
因此，在锂电池生产过程中，需要注意干燥间相关设备的操作和维护，确保设备的正常运行和维护，以减少空气中锌和铜等污染物的超标情况。同时，还需要严格遵守相关的环境法规和标准，对设备和材料进行妥善处理和回收，确保生产车间的环境安全和工人的健康
干燥间空气中的锌和铜超标可能以颗粒物和气体两种形式存在
对于颗粒物形式，它们通常指的是直径小于或等于10微米的细颗粒物和可吸入颗粒物。这些颗粒物可能来源于电极片和隔膜材料的制备过程中，如涂布、焊接、混料搅拌等过程，也可能来自干燥过程中的材料热分解和氧化。这些细颗粒物和可吸入颗粒物可能会被吸入人体呼吸系统，对健康造成潜在风险。
对于气体形式，它们通常指的是一些挥发性有机物和气态金属物质。这些气态物质可能来自电极片和隔膜材料的制备过程中，如涂布、溶剂蒸发等过程，也可能来自干燥过程中的材料热分解和氧化。这些气态物质可能通过通风管道和排气系统进入干燥间内，进而被人体吸入。这些挥发性有机物和气态金属物质可能会对人体的健康和环境造成潜在风险。需要注意的是，颗粒物和气态物质的形式可能存在一定的交叉作用。例如，细颗粒物和可吸入颗粒物中可能含有气态物质的吸附物和吸附物的裂解产物，这些气态物质也可能通过吸入进入人体。因此，在干燥间内要综合考虑颗粒物和气态物质的来源和分布，采取合适的措施，如通风换气、空气过滤等，以控制空气中锌和铜的超标情况。
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