CCS 电芯连接系统作为动力电池核心集成部件,包含 FPC 柔性线路、铜铝汇流排、绝缘防护膜、模组集成焊接等精密工序。生产过程极易受粉尘、静电、温湿度波动影响,造成绝缘击穿、焊接虚焊、模组短路等批量质量缺陷。
一套合规、防爆、防静电、分级洁净的无尘车间,是 CCS 产品良率与生产安全的基础。本文结合《洁净厂房设计规范》《锂离子电池工厂设计标准》,完整梳理 CCS 集成车间全套建设标准。
一、适用国家 / 行业核心规范
建设、验收、环评、安评均需遵循以下强制及推荐标准:
1. GB 50073-2013《洁净厂房设计规范》(洁净室基础设计依据)
2. GB 50591-2010《洁净室施工及验收规范》(车间施工、竣工验收标准)
3. GB 51377-2019《锂离子电池工厂设计标准》(锂电行业专用强制规范)
4. GB 12158-2024《防止静电事故通用导则》
5. GB 15577-2018《粉尘防爆安全规程》
6. GB 50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》
7. ANSI/ESD S20.20-2021 全球通用防静电体系标准
二、车间工序分区与洁净度分级标准
CCS 生产各工序粉尘、洁净需求差异大,需分区划分洁净等级,避免高粉尘工序污染精密集成工位:
1. 核心集成区|ISO 7 级(万级洁净)
覆盖:模组堆叠、激光焊接、绝缘膜贴合、FPC 压合
• 悬浮粒子标准:≥0.5μm 粒子≤352000 个 /m³
• 换气次数≥25 次 /h;焊接关键工位增设局部百级层流罩,送风风速 0.45m/s
2. 前处理 & 检测区|ISO 8 级(十万级洁净)
覆盖:FPC 裁切、汇流排预处理、EOL 绝缘耐压检测、成品暂存
• 悬浮粒子标准:≥0.5μm 粒子≤3520000 个 /m³
• 换气次数≥15 次 /h
3. 辅助缓冲区域压差规范
缓冲间洁净等级低于生产区一级;洁净区相对普通区域压差≥15Pa,相邻洁净房间压差≥5Pa,全程维持正压,隔绝外界粉尘侵入。
三、温湿度、露点环境控制标准(防静电核心)
CCS 大量绝缘薄膜、精密微焊点,低湿环境极易产生静电,击穿绝缘层、造成焊接不良,环境参数需 24 小时稳定管控:
1. 温度:全域 22±3℃,小时温度波动≤±1℃
2. 相对湿度:45%~60% RH,湿度不低于 45% 抑制静电累积
3. 露点:CCS 无电解液注液工序,车间露点稳定≤-30℃
4. 配套环境指标
○ 操作工位照度≥300lx,成品检验工位≥500lx
○ 车间噪音空态测试≤60dB (A)
○ 新风量单人≥40m³/h,CO₂浓度控制≤1000ppm
四、通风、气流组织与粉尘防爆排风标准
1. 三级空气过滤系统
统一配置:G4 初效过滤器→F8 中效过滤器→H13 高效 HEPA 末端过滤器,过滤效率 99.99%,完工后完成 PAO 检漏测试。
2. 气流组织设计
洁净区顶部 FFU 垂直单向流,车间下部统一回风;激光焊接工位配套独立负压排风系统,及时收集铝、铜金属焊渣粉尘,防止悬浮粉尘吸附汇流排绝缘面。
3. 粉尘防爆排风硬性要求
焊接产生金属粉尘区域,除尘管道独立布设,全程防静电接地;管道避免水平死角,防止粉尘堆积;除尘设备配套泄爆、隔爆装置,规避粉尘爆炸风险。
五、全域 ESD 防静电建设硬性标准
静电是 CCS 车间头号质量隐患,全车间建立完整等电位防静电体系:
1. 地面:防静电环氧自流平 / 防静电 PVC 地板,表面电阻区间 10⁵~10⁹Ω,无缝防尘、耐焊渣灼烧磨损;墙面地面 R50 圆弧过渡,无积尘死角。
2. 设备接地:焊接机、贴合设备、检测治具全部独立接地;车间整体等电位联结网,总接地电阻≤1Ω;接地线铜线截面不低于 4mm²,禁止设备串联接地。
3. 人员防静电管控
严格执行双人更衣流程:一更更换便服→风淋室(风淋时长≥15s,双人互锁)→二更穿戴防静电连体服、防静电鞋、防静电腕带;高静电贴合工位增设离子风机,工位表面静电压控制≤100V。
4. 物料转运规范:汇流排、FPC 软板、绝缘膜全部使用防静电周转箱、托盘转运,禁止普通塑料袋直接接触精密物料。
六、围护结构与车间动线布局标准
1. 净化围护板材标准
隔墙、吊顶统一采用 50/75mm 阻燃岩棉芯净化彩钢板,板材表面防静电涂层;板材拼接打胶密封,无凹槽、缝隙积尘。
洁净门选用气密互锁净化门;观察窗为双层中空钢化玻璃;所有管线穿墙、楼板位置密封封堵,杜绝漏风、漏尘。
2. 三通道分离动线(硬性要求)
人流、物流、废料通道完全独立,杜绝交叉污染:
1. 人流路线:普通通道→一更更衣室→风淋室→二更更衣室→洁净生产区
2. 物流路线:物料外包装拆除区→互锁传递窗→洁净物料暂存区→生产工位;成品经独立洁净出口转运出库
3. 废料通道:焊渣、裁切边角料使用密闭防静电收集桶,负压独立清运,禁止废料穿越洁净生产主通道。
七、电气系统防爆分级建设标准
1. 粉尘焊接区域划分为 21 区爆炸性粉尘环境,区域内电机、开关、照明全部选用粉尘防爆型电气设备。
2. 洁净区强弱电管线分开铺设,所有金属桥架、穿线管统一接地;插座、开关做密封防尘处理,避免粉尘堆积引发短路、打火。
3. 车间设置独立防爆配电间,配套过载、漏电、短路多重保护装置。
八、车间竣工验收核心检测项目
车间施工完成后,需全套检测达标方可投产:
1. 洁净度悬浮粒子、换气次数、压差梯度测试
2. 温湿度、露点 24 小时连续稳定性监测
3. 全车间防静电电阻、接地电阻检测
4. 高效过滤器 PAO 检漏、排风粉尘浓度检测
5. 防爆电气、除尘系统泄爆、隔爆安全验收
福建永科小结
CCS 电芯连接系统集成车间区别于传统锂电注液车间,核心管控重点集中在分级洁净、全域防静电、金属粉尘防爆三大板块。从围护板材、气流通风、温湿度控制到人员物料防静电管控,每一项建设标准都直接影响 CCS 模组生产良率与厂区生产安全。
新建、改扩建 CCS 无尘车间,严格遵循国家洁净厂房及锂电行业强制标准,同步落实安评、环评要求,才能打造合规、稳定、高良率的现代化洁净生产车间。