
第一层,硅氧烷类物质迁移附着,干扰电芯内部电化学反应。硅氧烷小分子挥发性较强,可从密封胶、胶条、润滑油脂等基材中缓慢析出,在气流带动下迁移到正极、负极活性材料、隔膜、铜铝集流体表面。当这类污染物附着在极片表面,会和电解液组分发生反应,干扰 SEI 钝化膜的正常生成,带来电芯内阻上升、容量衰减速度加快、循环稳定性变差等不良现象。在锂电制程验证中,控制产线环境的硅氧烷污染之后,电解液异常污染的发生概率可以得到明显改善。
第二层,低表面能硅氧烷油膜,干扰前段涂布、后段装配焊接等关键工艺。硅氧烷形成的隐性油膜会附着在金属基材、涂层表面,降低基材表面润湿性能。在极片涂布工序,容易出现涂覆不均、涂层附着力不足、起皮掉料的缺陷;在极耳焊接、汇流排焊接工序,油膜会造成虚焊、焊接强度不足,给模组、PACK 带来长期安全隐患。在电池组装环节,污染物还会影响导热胶、结构胶的粘接效果,破坏模组密封、绝缘性能,降低电池包长期运行可靠性。
第三层,风淋室作为进出洁净区的通道,存在成为持续性硅污染源的风险。风淋室是人员、物料进入锂电高洁净车间的必经节点,内部高速循环气流具备很强的携带扩散能力。如果设备制造时选用硅酮密封胶、硅橡胶密封条、硅基润滑脂、硅油阻尼器,或是风机组件、过滤器边框、接缝密封位置使用含硅配方材料,在长期温变、气流冲刷的工况下,就会持续释放挥发性硅氧烷。这些污染物会随风淋气流扩散至后方洁净生产区域,污染极片、辅材与制程设备,这类污染隐蔽性强,很难通过常规粒子检测发现。

锂电行业所说的风淋室 “无硅”,是一项材料管控要求:箱体接缝密封、门密封条、运动机构润滑件、过滤器边框密封、电气接线密封等部位,避免使用会析出硅油、硅酮的材料,替换为低 VOC、低析出、无硅迁移风险的替代材质,从源头管控硅氧烷析出风险。这里需要厘清一个容易混淆的概念:“无硅风淋室” 管控的是不受控的硅氧烷析出污染,并不是锂电体系内所有含硅物质都禁止。硅碳负极、硅氧负极、电解液内特定硅氧烷类添加剂,属于电池配方内受控使用的功能性材料,和洁净环境中无组织析出的硅油污染物属于完全不同的管控范畴,二者不能混为一谈。

在锂电风淋室项目选型、来料验收环节,需要建立清晰的材料核查清单。佰伦净化在配套锂电项目风淋室时,会按照锂电洁净车间的管控要求,对所有密封、胶条、运动润滑、密封辅料做材料筛选,规避硅酮类密封胶、硅基润滑介质等高危材料;同时配合项目需求,提供对应材质声明文件,协助客户做来料风险评估。项目验收阶段,除常规风淋风速、喷淋时间、双门互锁等功能检测外,可根据项目风险等级增加硅氧烷析出相关的资料审核,确认所有接触气流、内腔暴露的辅料满足无硅管控要求。

另外在项目运维阶段也需要持续管控,很多后期新增污染并不是来自风淋本体出厂材料,而是现场安装、维修保养时,施工人员私自使用普通硅酮胶补缝、加注硅基润滑脂,造成二次引入硅污染源。因此锂电洁净车间配套风淋室,除设备出厂材料管控外,还需要同步规范现场安装、维修、保养的辅料使用规范,形成持续的材料管控机制。
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