导语
锂离子电池是一类由锂金属或锂合金为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属具有非常活泼的化学性质，因此在锂金属的加工、保存和使用过程中，对于生产车间的要求也非常高。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。然而，在锂电池的生产和制造过程中，行业内的严格标准不仅限于锂金属的处理，还包括对材料选择的严格控制。其中一个重要的行业规定就是禁用锌、铜等元素。锂电池行业为什么都要禁用锌、铜元素呢？
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锂电池行业禁用锌、铜元素的原因
首先，锌是一种活泼金属元素，铜是一种偏活泼的过渡金属元素，因此铜和锌原则上容易发生化学反应。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引入金属异物的风险。例如，如果在正极材料中存在铁（Fe）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质时，在电池化成的过程中，当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发生氧化反应再到负极发生还原反应，金属单质在负极不断沉积，形成枝晶，其坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池内部短路。内部短路对锂离子电池会造成致命的影响，在电池内部产生大量的热量，严重的甚至引起爆炸。
因此，为了保证锂离子电池的质量和安全稳定，生产车间需要时刻保持清洁，尽可能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且可控，以生产出高质量高安全的锂离子电池。此外，锂电车间的生产设备也需要采用专业的锂电设备，杜绝安全隐患，为电池制造提供全套无铜、无锌和干燥室兼容组件。
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各国法规
目前各个国家和地区对锂电池生产环境中Zn和Cu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：
01
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 µg/m3。
02
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。
03
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，其中就包括了一些重金属。
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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：
1
混料搅拌设备
在制备正极和负极电极浆料时，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带锌成分的材料，就可能会产生锌粉尘，导致空气中锌浓度严重超标。
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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，例如二甲苯、乙酸乙酯等。在有机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。
3
涂布设备
在生产正极和负极电极极片时，需要使用涂布设备将正负极浆料涂覆在铜箔或铝箔上。在涂布过程中，如果浆料中含有锌材料，就会导致空气中锌浓度超标。
4
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，正负极浆料和有机溶剂中的锌可能会被释放到空气中。
5
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。
6
焊接设备
锂离子电池的制造过程中，需要进行焊接，如超声焊、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。
7
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，在锂电池生产制造过程中，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。
4
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，会导致空气中锌和铜超标，主要涉及以下设备：
1
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。
2
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。
3
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。如果烘箱内的温度过高，就可能导致材料发生热分解和氧化反应，进而产生锌和铜等金属，导致空气中锌和铜浓度超标。
5
干燥间空气中的锌和铜的存在形式
干燥间空气中的锌和铜主要是以颗粒物和气体的形式存在。
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。这些颗粒物可能产生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。
对于气体形式，它们通常指的是一些具有挥发性质的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。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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