摘要：为更全面了解锂电池工艺设计，指导生产线规划，总结提出了锂电池行业一般的建线模式。同时以工程项目为例进行剖析和总结，提出以后类似项目布局优化方法。
关键词：锂电池、产线建设
1 引言
国内外技术标准还未统一，导致各种型号锂电池生产工艺不够成熟，生产线建设也没有固定模式，根据前面布局的分析，概括来说有产品建线与工艺建线两种方式。
2产品建线与工艺建线的区别
1）产品建线
所谓产品建线，即按照一种或几种电池产品来规划整条生产线的建设，要求单一厂房要具备生产电池产品的所有功能单元。在前期生产线设计过程中，要按照产品的具体规格尺寸、技术指标及产能要求来对厂房的工艺布局、工艺设备、建安设备等进行统一规划，最终完成电池产品的制造。
2）工艺建线
所谓工艺建线，即按照电池生产的标准工艺路线和工艺条件来规划生产线的建设，不再要求单一厂房要具备电池生产的所有功能，而是根据工艺要求的不同建设不同的厂房，最后采取必要的自动化物流，实现电池产品的制造。
3产品建线与工艺建线的优缺点对比
1）产品建线优缺点分析
产品建线最大的优势体现在以下几个方面：
（1）生产线建设周期较短。由于在单一厂房完成电池生产全部功能单元的建设，较易缩短生产线的建设周期。
（2）自动化实现较为容易。产品建线时各工序衔接紧密，生产节拍较易控制，加之没有长距离的物流转运，非常有利于电池自动化生产的实现。
（3）便于生产管理。单一厂房即可实现电池生产，便于对生产过程中的各项工作进行管理。一个厂房只需要设置一个车间主任，即可实现对整个电池生产过程的有效管理，杜绝了各工序责任不明、推诿扯皮的现象，同时也利于公司生产计划的下达与执行。
除了以上优势，产品建线在生产线的建设及管理上也存在一些较为明显的弊端。
（1）设备使用率低。由于各工序生产设备产能不一，为满足整条生产线的产能目标，每一类设备都按照生产线最大产能进行设计。而在实际生产中经常存在多种电池型号互相切换的现象，容易造成部分设备的浪费现象。由于生产线设计时需覆盖多款型号的生产，但是只能以一种型号为基准，设备产能、数量的匹配及自动化衔接也都以该种型号为基准做最优设计。在生产其他型号产品时，设备间的产能匹配不可避免地受到影响，从而导致部分设备闲置。
（2）生产环境控制困难，能源消耗大。锂电池生产各工序对温湿度、洁净度的控制要求各不相同。以产品建线时，对环境有不同需求的设备集中在同一厂房，造成空调管路及控制系统设计及施工时相对复杂，增加了环境控制及后期厂房改造的难度。为了满足整体的产能需求，单个厂房及需求环境控制区域的设计面积较大，相对应的其环境控制难度及成本也相应增高。
（3）锂电池生产过程中存在的电解液、隔膜、塑料壳体等均属易燃物品，特别是电解液属低闪点（30℃）易燃液体，遇明火、高温会着火，遇空气会分解出具腐蚀性的氢氟酸。产品建线势必造成单个厂房内存在多个危险源，使厂房安全问题变得突出。
（4）柔性化较差，尤其对于锂电池生产行业，工艺路线较为不成熟，后期一旦工艺路线发生变更，将很难在现有生产线上进行改造，存在较大的风险。
2）工艺建线
相比产品建线方式，工艺建线有以下几点优势：
（1）生产设备集中布局，设备利用率高，有利于柔性化生产。
（2）单体厂房面积较小，环境控制标准相对统一，便于暖通及动力系统设计，有利于关键工序的集中控制。
（3）根据工艺路线的不同，可对不同厂房的不同区域设定不同的防火等级，降低建设成本。
（4）工艺变化对厂房布局影响较小，后期可根据不同的工艺路线对各厂房的衔接顺序进行调整，有利于生产线的升级换代。
（5）有利于人员管理，可有效防止不同人员在厂房不同工序间的流窜。
同时，工艺建线方式也存在一些缺点：
（1）生产线建设周期较长，需要不同功能单元的厂房全部具备生产能力后才能生产出合格电池产品。
（2）不同厂房之间转运距离较长，加大了生产线的整体自动化实现难度。
（3）需增加专业设备用于控制当制品在不同厂房之间转运时环境。
工艺建线与产品建线各有优缺点，从以上的分析不难看出，决定建线模式是产品建设还是工艺建线的是规划定位和产品产能，如规划产品种类较多、产能较小，产品建线较合适。反之，规划产品种类较少、单个产品的规划产能较大，采用工艺建设较合适。
4不同产能情况下的建线模式选择
为得出较为直观的建线参考，这里选取某几个锂电池厂房项目的参数作为依据：这些厂房单位面积产能均在30万瓦时/平方米左右。因此本文暂按30万瓦时/平方米进行分析。
结合建筑等专业设计要求，锂电池生产厂房火灾危险性类别为丙类，考虑到厂房规模、疏散、消防等要求，厂房宽度宜小于80米（丙类多层厂房疏散距离要求60米，本文的80米为初步考虑设备、隔墙阻挡等不利因素而定），而厂房的长度一般宜小于300米，按多层厂房考虑，最多可建三层，因此按三层厂房考虑，厂房规模不宜大于72000平方米。
单体厂房产能一般小于30万瓦时/平方米×72000平方米=21.6亿瓦时。
综上分析，可得出初步意见如下：
对于规模小于21.6亿瓦时的锂电池项目，建议按产品建线，也可根据实际需要按工艺建线；对于规模大于21.6亿瓦时的锂电池项目，建议按工艺建线。