设备洁净度管控要求细则

WORKINGMANUAL工作手册AAuthor/Dept.:QianQianMengTitle:CleanlinessControlPrincipleforEquipment设备洁净度管控要求细则3SCOPE适用范围4DEFINITIONSANDABBREVIATIONS定义与缩写5REFERENCEDOCUMENTS参考文件6RESPONSIBILITY职责8RECORDSHEET记录表单9REVISIONRECORD修改记录Thisdocumentdescribesthecleanlinesscontrolprincipleoft本文描述了在锂离子电池生产中的设备洁净度管控要求细则。3SCOPE适用范围Thisdocumentappliestothedesignofequipmentforthemanufactureoflithiumionbattery.本文适用于锂离子电池设备的设计。4DEFINITIONSANDABBREVIATIONS定义与缩写4.1Definitions定义CATL=ContemporaryAmperexTechnologyCo.,Limited宁德时代新能源科技股份有限公司5REFERENCEDOCUMENTS参考文件Anyreferencedocumentbelowwhichdoesnothaveaversionnumber,itslatesteditionshdure.凡是未注版本的参考文件，其最新版本适用于本程序。Note:Thereferencedocumentsshouldbesortedaccordingtothedocumenttype,folationalstandards,regionalstandards,nationalstandards,industrystandards,communoratestandards,corporatedocuments,whichthesamecategoryofdocumentsshouldnnumericalrankingfromsmalltolarge.参考文件应按文件类别进行排序，依次为国际标准、区国家标准、行业标准、团体标准、地方标准、企业标准、公司文件，其中同一类别文件应先按字母，再按数字从小到大依次排序。文件号6RESPONSIBILITY职责6.1PDE工艺工程部Responsibleforevaluatinganddevelopingcleanlinesscontroltechnology.负责评估和制定洁净度管控技术6.2MDE设备开发部Responsibleforequipmentdesign.对设备进行设计。6.3ME设备工程部Responsibleformaintainingofequipment.设备的维护，保养，检修以及验收工作。6.4OPN生产部Responsibleforoperatingandmaintainingofequipment.负责设备的操作使用以及日常维护保养。Responsibleforevaluatingthesafetyandrisk.对设备的安全设施和风险进行评估。6.6QA质量管理部Responsibleformonitoringthemeasurementofequipmentandthequalityofproduction.对监视与测量设备的定期校验，对生产过程产品质量进行监控。7.1Thisdocumentcontainsthefollowingfiveparts.本细则主要包括以下五个部分。7.1.1ThisdocumentreferstoVDA19Part2(TechnicalCleanlinessinassembly)andISO16232.细则参考VDA19Part7.1.2Theprincipleforthedesignofmechanicalstructure.机械结构设计通用准则。7.1.3Theprincipleforthechooseofmaterial.材料选择通用准则。7.1.4TheprincipleforthedesignofTecSamethod.除尘模块设计准则。7.1.5TheprincipleforthedesignofkeyprocessTecSa.关键工序除尘设计要求。8RECORDSHEET记录表单序号保存年限本生效日期10.1ThisdocumentreferstoVDA19Pa2(TechnicalCleanlinessinassembly)和ISO10.4TheprincipleforthedesignofTecSamethod.除尘模块设计准则10.5TheprincipleforthedesignofkeyprocessTecSa.关键工序除尘设计要求10.1本规定参考VDA19Part2(TechnicalCleanlinessinassembly)和ISO16232not防护罩process防尘板错误安装方式防尘板正确安装方式防尘挡板防尘挡板挡板挡板一挡板二挡板一挡板二10.2.9不可避免的摩擦面，应将“面接触”改为“线接触”或“点接触”,尽量减少接触面积。(如下图所示);如卷绕的入料导向板易积尘，应采用条形导向板代替平面导向板，减少接触面积和积尘面积(如图所示)toabove通过缝隙减小积尘面积平面导向板，接触面积大，易积尘条形导向板，接触面积小，减少积尘10.2.10部件应避免凹坑、沟槽、狭缝、台10.2.11夹具尽量减少与产品的接触面积，夹具上螺丝孔尽可能做成沉孔设计并对沉孔密封，夹具需在产品的下面或侧面，以避免或减少产品被污染的概率(如图所示);10.2.12对于会发生冷凝的管道和设备表面，需增加隔离、保护的机构。如冷冻管道表面增加隔热保温层10.2.13所有补入新风或者气流内循环的系统，若气流会接触到产品，总管道内部均须设计空气过滤系统，确保进入设备内的气体洁净，空气过滤等级：F8或更高等级(建议考虑多级过滤系统：初效G4+中效F8+高效H12,或更高等级);空气过滤系统必须含有压差监控，用于监控过滤系统寿命；备注：G4、F8和H12分别为空气过滤器欧洲标准初、中、高效过滤器等级10.2.14设备真空吸尘主管道必须安装负压传感器，以实时监控负压，确保吸尘风速满足要求，负压传感器要有报警功能，负压不足时传感器信号反馈PLC,系统自动报警并停机；一般真空除尘系统负压在-1KPa~-10KPa之间，在传感器选择时要满足精度需求；负压传感器要安装于操作面可视范围内，便于设置检查；同一型号的设备，其真空管道长度、管径、负压表安装位置、负压探测位置应保持一致10.2.15防护罩和FFU的设计：a)通常是为了安全防护和局部洁净控制需要，防护罩可以防护环境中的颗粒进入设备，同时阻止制造过程中产生的颗粒扩散到周围。如果环境中存在大量扩散粒源(例如员工的服装，设备附近的运动部件),防护罩或密封罩可以有效地阻止这些颗粒的进入b)在有多产品加工可能存在交叉污染的工位或者工序，需安装高效空气过滤单元(FFU+HEPA),使洁净空气有序充入防护罩内，以使防护罩内的污染物按照设计路径排出设备内部；排出口需安装初效过滤网，以收集大颗粒污染物，防止直接落入车间环境，如风机排风口c)防护罩上用于散热的开孔不能设立在设备的顶部，应设置在侧壁的上方10.2.16电线应密封在电缆槽或波纹管，裸露的线头必须做好防护，如用胶纸包裹等；移动部件的管道或电缆(压缩空气管等)需要固定或远离产品，以避免磨损(如下图所示);10.2.17气动单元排气，要通过管道或过滤装置定向排出，不可直接排到设备内部和产品表面10.2.18设备运输操纵系统运输系统：产品随着装配线被运输系统转移到不同的工作站和存储区域，例如提升机、驱动辊、传送带、转盘、人工运输车等；操纵系统：在工作站内使用移动的工具或零部件，例如自动装置、线性驱动或旋转单元、汽缸、导向杆、传动链等a)当选择驱动系统时应考虑使用过程中避免碰撞、磨损等产生粉尘颗粒；b)驱动装置、线性轴，汽缸，传动链，齿轮及其他可移动设备应该安装在产品区域的下方和侧边，甚至是设备的外部，若不可避免，需在产品上方增加防护挡板；c)在隔离部件或轨道的开口处建立吸尘装置能够使松散的颗粒落在集尘器中；d)产品传动带需要安装防护罩，防护罩应该尽量少使用水平结构，使用“陡坡”或者“垂直”设计，以减少污染物累积；且运输系统应设计成“镂空可穿透”结构(如下图所示);10.2.19产品运输载体设备上产品转移运输载体，包括流拉盒、托盘、夹具、机械手等。a)产品搬运器与产品之间保持最小的接触(如下图所示);b)容器边缘位置做去毛刺、倒圆角处理；c)停产时，需将输送系统停止以避免输送系统与产品或产品搬运载体之间产生磨损或将工件搬运载体从输送系统上升起或取下(如下图所示)FFF为了最小化颗粒的积累和分散，选择材料时需要考虑如下特征：a)耐磨损、耐腐蚀、耐老化，减少污染的概率；b)减小表面粗糙度，减少磨损和颗粒嵌入；c)电导率(静电),静电会增加表面颗粒的积累，考虑使用防静电材料；d)避免磁性(磁性导致颗粒顽固地粘结在表面不宜去除);金中的元素含量各小于5%,具体要求请参考如下列表1:12输送系统(粉料/浆3涂布机除张力摆辊用的藤仓气缸(无禁铜系列)4不会造成影响)5立板后不禁铜(如极片下方抬辊气缸)7立板后不禁铜6立板后不禁铜7分条机立板后不禁铜*前工序设备专用的藤仓低摩擦系列气缸均无禁铜系列1不会造成影响)23方不会造成影响)包Mylar机中热封头除外456包Mylar机78不禁不禁9部分禁止部分禁止注氦管道部分须禁铜禁锌Baking炉不禁不禁不禁不禁冷却炉不禁不禁一次注液机部分禁止部分禁止注液管道部分须禁铜禁锌4自动化成测试机不禁不禁自动化成测试物流系统不禁不禁部分禁止部分禁止注液管道部分须禁铜禁锌不禁不禁后氦检不禁不禁不禁不禁行吊滚筒物流线不禁不禁装配段物流线部分禁止拉带下方密封部件可不禁铜入壳后物流线不禁不禁12上3方不会造成影响)4物流线部分禁止干燥房机器人物流线不禁铜；封装前物流线均需禁铜56Baking炉不禁不禁7浸润炉不禁不禁8不禁不禁9不禁不禁不禁不禁不禁不禁不禁不禁烘烤房不禁不禁不禁不禁卸盘机不禁不禁不禁不禁不禁不禁目检物流线不禁不禁不禁不禁*前工序至入壳机前，全部禁锌，除特殊要f)固体产品气流/重力输运：对于硬度较大的粉料输运，如陶瓷粉末，正极活性材料等，其管道必须使用非金属材质，避免引入金属杂质，若是较软的粉料，如高分子材料，可以使用不锈钢管道或非金属管道；同时需充分考虑管道积尘问题。g)固体产品拉带输运：使用非金属材质或金属表面包覆非金属材料，避免金属碰撞金属，非金属材质硬度要小于金属材质(例如拉带线上的金属结构支架需进行非金属套包裹；拉带定位槽边缘需配备非金属导向轮，拉带与拉带传递区域，对向拉带的头部必须安装塑料导向轮，防止产品与拉带定位槽发生金属撞击，如图所示)拉带一产品拉带二h)溶剂输运：可以使用非金属材质或金属材质，管道内壁应做光滑，无毛刺、焊渣、内壁无金属和非金属杂质；对于NMP/GSW溶剂在输送时，必须经过0.22um的高效微孔过滤器过滤后，才可以进入产品中使用i)浆料输运：根据浆料特点选择输运管道，对于高速输送时，可能会和管道内部摩擦产生金属杂质的浆料，必须选择非金属材质；不会和管道摩擦产生金属杂质的浆料，可以使用非金属材质或金属材质，管道内壁应做光滑，无毛刺、焊渣、无金属和非金属杂质；j)气体输运：可以使用非金属材质或金属材质，管道内壁应做光滑，无毛刺、焊渣、无金属和非金属杂质；10.4Theprinciplefor微观除尘的方法有很多，包括但不限于以下种类：、湿式擦拭(Dampwiping)、胶带粘附(Tapelift);B.非接触式除尘：真空吸尘(Suctioncleaning)、高速吹气(Blowing)、等离子清洗(Atmosphericpressureplasma)、磁铁吸附(Magnet)、静电吸附(Electrostaticadsorption)、静电消除(Destaticizing)等，有些时候，为了提高清洁效率，需要多种除尘方法配合使用，比如毛刷必须配合真空使用，高速吹气必须配合真空使用，且单位时间内真空吸附的气体总量要>1.2被的高速吹气的量，吹气可以考虑增加静电消除装置使用等。除尘模块的基本要求：a)为了最大限度的提高清洁效率，尽量在污染物沉积前被吸除，比如空气中的颗粒比较容易清除，一旦被其他物体吸附或者降落到台面、凹槽等，被清除的难度将显著增大；b)所有除尘装置的使用必须确保对清洁对象(产品)本身没有损害；除尘模块选择要根据污染物的特点来选择合适的方法，比如材质、颗粒尺寸、污染源；c)除尘模块自身不能是污染源；污染物要能实时被清除，不能存在死角，污染物不能在除尘模块系统内持续累积；d)除尘模块要最大限度接近污染源，以使污染物扩散的通道降低到最小，同时提高清除效率；e)除尘模块要能覆盖所有产品污染源，杜绝清洁盲区；f)除尘模块安装的位置要合理，以提高清洁效率，影响除尘效率的因素很多，比如压力、静电、粘结力，水汽，机械咬合等，同样的除尘模块，安装位置不同会影响除尘的效果，所以除尘模块要在尽量在其他“外力”影响前就对污染物予以清除g)除尘模块的设计要考虑便于维护、检查；考虑到锂电池的特点，真正可以用于锂离子电池生产的方法受限，以下是比较常用的方法：10.4.1高速吹气a)气流能够覆盖所有产品区域，喷嘴距离产品可调，一般距离产品<5mm为宜；b)吹气装置确保喷嘴风速均匀，风速差异±10%以内；c)避免被分离的污染物扩散，导致二次污染，要安装真空收集装置，吹气流量不外泄，吸气的流量>1.2倍的吹气流量；d)吹气装置应设计风压监控和报警功能；吹气装置的噪音应满足公司要求；e)吹气装置管道连接应不脱落，不易断，不弯折；f)吹气管道应尽量走直管，减少弯道数量，如无法走直管，则选择大弧度拐弯，避免直角拐弯，减少风阻；g)吹气装置系统设计要合理，管道、喷嘴、内腔等阻力均衡，没有瓶颈；h)吹气装置应设计控制程序，停机时要能关闭系统避免浪费，开机前提前开启系统，避免盲10.4.2真空吸尘a)吸尘装置应覆盖所有产品区域，并尽量靠近污染源，一般<5mm为宜；b)吸尘装置合理设计吸尘嘴宽度，一般<5mm为宜，保证整个吸尘口风速的均匀性，风速差异±10%以内，吸气的流量>1.2倍的吹气流量；c)吸尘装置应设计控制程序，停机时要能关闭系统避免浪费，开机前提前开启系统，避免盲d)易被堵塞的吸尘口应有防堵塞的设计，比如设计晒网，一旦堵塞，操作人员可以发现；e)吸尘装置应设计风压监控和报警功能，同类型设备，除尘装置的负压要求一致，便于监控(同类型设备，风速相同时，负压波动<±0.2Kpa)对于易堵塞的管道要单独设计监控模块；吹气装置的噪音应满足安全要求；f)吸尘管道截面积应基于吸尘口截面设计，一般管道截面=吸尘口截面×(0.7~1.3);g)吸尘装置管道连接应不脱落，不易断，不易弯折；h)吸尘管道应尽量走直管，减少弯道数量，如无法走直管，则选择大弧度拐弯(要求大于120度),避免直角拐弯，减少风阻；吸尘管道上尽量不用调节阀门。a)毛刷长度能够覆盖所有须清洁区域；b)毛密度需满足要求，一般在40支/mm2c)毛刷吸尘装置合理设计吸尘嘴宽度，一般<5mm为宜，保证整个吸尘口风速的均匀性，风速差异±10%以内；d)毛刷清洁过程中，毛刷材质要合理选择，一般使用防静电尼龙，毛刷直径建议：膜片和JR表面0.1mm,金属表面0.2mm;e)毛刷转速一般控制在200~300rpm,毛刷选择缠绕时结构，以增加刷丝密度；f)毛刷嵌入产品深度可调，一般建议1~3mm为宜，以保证清洁效果和毛刷寿命；g)毛刷装置应设计控制程序，停机时要能关闭系统避免浪费，开机前提前开启系统，避免盲10.4.4磁棒(非浆料用磁棒，液体过滤器不参考此要求)a)磁场强度要确保均匀性，磁场强度4500GS以上；b)磁极间距≤10mmc)为了提高吸附能力，磁棒结构要是方形磁棒；d)与被清洁产品之间的距离可调，一般使用距离为<5mm;e)磁棒吸附面能够覆盖所有产品表面，不能存在吸附盲区；f)为保证安全，磁棒非工作面加装隔离罩隔绝磁性；磁棒需要贴上强磁标签，以提示人员注意安全；g)磁棒装置应易拆卸，磁棒易清洁a)管道内壁干净，无毛刺，无金属屑，无锈蚀，管道连接如果是焊接，必须确保内部光滑无焊渣；b)取样检测方法：管道内壁取样检测无≥25um的金属Particle;c)所有与产品接触的管道，都必须清洁后再进行安装d)安装过程中，管道口都必须做隔离防护(如管道口用塑料盖封堵),防止交叉污染e)安装后的管道，非特殊情况下必须做好隔离防护，不允许直接暴露在环境中f)粉料加料口，需配备真空除尘系统，防止粉尘飞扬a)搅拌罐内壁抛光b)搅拌桨、分散盘表面需要做耐磨处理c)搅拌罐内，与浆料接触的螺丝必须使用不锈钢螺丝，且需要有防松脱设计d)搅拌罐内的所有轴承，不允许使用含铜、含锌材质a)管道内壁无毛刺，无金属屑，无锈蚀，无焊渣b)取样检测方法：液体循环，内壁无≥25um的金属Particlec)浆料输送系统，需预留一定的排料口，方便物料排放10.5.4涂布a)磁棒1)磁棒尺寸覆盖箔材或涂布宽度2)箔材涂布前正反面，单面涂布后的涂层面，双面涂布后正反面，各安装一根3)相邻两根磁棒错开10cm安装4)磁棒与极片的距离可调b)烘箱洁净度管控1)车间外的烘箱新风需配备防蚊罩+G4过滤器+F6过滤器+F9过滤器2)烘箱内循环系统需配备F9的过滤器3)所有过滤器需配备负压监控，实时显示，还要对过滤器周围密封避免漏气4)烘箱设计时要考虑方便拆洗、清洁和减少死角存在，考虑设计自清洁功能5)烘箱、管道以及烘箱内各零部件表面需保持洁净，无毛刺，无金属屑，无锈蚀，管道连接如果是焊接，必须确保内部光滑无焊渣，取样检测无≥25um的金属Para)分条切刀位置安装真空吸尘装置1)吸尘口正对极片切割位置，距离≤5mm;2)吸尘口采用合适的固定方式，保证吸尘口位置不偏移3)吸尘口数量与切刀数量一致，间距随切刀位置可调4)吸尘装置易拆卸、易清洁5)需配备负压监控装置，且能够自动联动报警b)分条后收卷前安装毛刷装置1)毛刷需能够自清洁2)毛刷间距可调，且可视(有刻度尺)3)有负压监控装置，且能够自动负压联动报警c)防尘罩/防尘挡板1)设备整体需增加