鋰電池投資之干燥間成本分析
信息來源：本站 | 發(fā)布日期：
2019-03-27
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關(guān)鍵詞：鋰電池投資之干燥間成本分析
由于電動汽車產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)快速發(fā)展，對鋰離子電池形成了巨大的市場需求，眾多電池廠家也紛紛擴增產(chǎn)能，一些企業(yè)也借著這股東風進軍鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，作為一個業(yè)內(nèi)人士，小編深知鋰離子電池產(chǎn)業(yè)并非看上去那么美。
鋰離子電池產(chǎn)業(yè)不僅初期的建設投資巨大，后期的運營也需要消耗巨額資金。今天小編就帶大家了解一下鋰離子電池產(chǎn)線上的重要一環(huán)——干燥間的投資和運營成本。
鋰離子電池的工作電壓可以高達4.2V，因此其電解液只能使用有機體系，通常采用的鋰鹽一般是六氟磷酸鋰，使得整個鋰離子電池生產(chǎn)過程對水分十分的敏感，因此干燥間是鋰離子電池，特別是規(guī)?；a(chǎn)的鋰離子電池廠家所必備的。
為了滿足鋰離子電池對水分控制的需求，通常干燥間水分需要控制在100ppm(體積分數(shù))以下，整個空氣除濕和加熱升溫的過程需要消耗巨大的電量，以一個16000m3的干燥間為例，通常其動力需求在400kW左右。
干燥間通常被設計為一個密封空間，其進氣的水分含量通常被控制在15ppm左右，干燥空氣的流量一般是通過水分傳感器進行控制，從而保證整個干燥間的空氣濕度維持在100ppm以下。本文將建立一個模型，用于分析干燥間投資與運營成本在鋰離子電池成本中所占的比例。
該模型設計每年生產(chǎn)能力為10，000組電動汽車動力電池組，建設投資分為6年進行償還，干燥間內(nèi)空間設計為16，000立方米。
干燥間前端使用的氣體為33℃，相對濕度為50%或2.5vol%的空氣，首先這部分空氣被降溫到9℃，以便去除其中的水分，然后這部分干燥氣體，將會與干燥間排出的氣體進行混合，混合后的氣體溫度為24℃，濕度為0.07vol%，混合氣體會被再次降溫到10℃，然后混合氣體大部分(95%)會被送回到干燥間內(nèi)，一小部分(5%)會被當作清洗氣流最終離開系統(tǒng)，最終干燥間內(nèi)部的濕度控制在15ppm左右，溫度控制在25℃。清洗流量低(5%)是該系統(tǒng)最大的優(yōu)點，這可以顯著的減少氣體降溫和加熱耗能。
干燥間內(nèi)的水分主要來自人體，負極電極含有的水分，風淋門開關(guān)帶入的氣體等，需要據(jù)此設計氣體流量以保證從干燥間內(nèi)流出的氣體濕度控制在100ppm，或者更低。為達到上述要求，氣體流量要控制在20m3/s，干燥氣體在干燥間內(nèi)的停留時間為13.6min。
預計干燥間內(nèi)的產(chǎn)熱功率為250kW，因此需要保證進入的干燥氣溫度為14℃，從而保證從干燥間內(nèi)氣體溫度在25左右。
那么我們現(xiàn)在來簡單的計算一下在干燥間運行的過程中所需要的能耗功率，干燥機組的主制冷機最大功率為426kW，加上前端預制冷總制冷功率為483kW，假設功率系數(shù)為3.5，則總的制冷電功率為138kW，風機總功率為167kW，因此制冷和風機總功率為305kW，加熱功率主要集中在后端的加熱63kW和除濕輪的再生加熱功率30kW，因此干燥機組的總操作功率為398kW。
如果考慮制冷和風機動力由天然氣供給，而天然氣的效率為0.4，因此干燥機組的總功率就變?yōu)?56kW。
這樣的一個干燥間的基礎(chǔ)費用包含，設備成本為74，1000美元，每年的電費和天然氣費用約為150，000美元，人工成本(14人為例)約為78，000美元，公共事業(yè)費用約為180，000美元。
這還僅僅是干燥間投資成本，不包括干燥間內(nèi)部用于電池生產(chǎn)的設備，像卷繞機，注液機，封口機等設備都需要投入巨額的資金。鋰離子電池電極的勻漿、涂布、碾壓和分切設備都是動輒幾百萬，所以鋰離子電池行業(yè)不僅僅是一個技術(shù)密集型的行業(yè)，也是一個資本密集型的行業(yè)，投資鋰電行業(yè)需要雄厚的資金基礎(chǔ)和強大的技術(shù)支撐。
