Menyiapkan laboratorium 3D…

Simulasi 3D · Solusi fasilitas

Desain Dry Room & Lab Baterai Lithium

Ringkasan

Fasilitas perakitan dan pengujian sel baterai lithium: dry room berudara sangat kering dengan dehumidifier desikan, glovebox argon, formasi dan aging di cycler, ruang uji keselamatan, dan penyimpanan baterai.

Luas denah
±198 m²
Ruang
7
Perlengkapan
27
Produksi Haian
8

Kenapa lab ini dibutuhkan

  • RegulasiTKDN kendaraan listrik naik bertahapPerpres No. 55 Tahun 2019 jo. Perpres No. 79 Tahun 2023: TKDN kendaraan listrik roda empat minimal 40% (2022–2026), 60% (2027–2029), dan 80% mulai 2030, mendorong industri sel dan baterai dalam negeri.
  • RegulasiUji sebelum dikirimSetiap tipe sel dan baterai lithium diuji T.1–T.8 menurut UN Manual of Tests and Criteria 38.3 (ketinggian, termal, getaran, kejut, hubung singkat luar, benturan, pengisian berlebih, pengosongan paksa).
  • MutuStandar keselamatan & kinerja IECIEC 62133-2 untuk sel portabel, IEC 62619 untuk aplikasi industri dan stasioner, IEC 62660 untuk sel kendaraan listrik (kinerja, reliabilitas & abuse, keselamatan).
  • MutuUdara sangat keringBahan sel lithium peka terhadap air. Contoh fasilitas: dry room U-Michigan Battery Lab bertitik embun −40 °C, Argonne CAMP di bawah 100 ppm air; glovebox argon umumnya <1 ppm O₂ dan H₂O.
  • K3Thermal runaway & gas beracunThermal runaway adalah mode kegagalan utama baterai lithium (panduan pemerintah Inggris, 2024). Uji kebakaran mengukur HF 20–200 mg/Wh, jadi ruang uji butuh chamber dan gas buang ke luar.
  • LingkunganLimbah baterai dikelolaPerpres No. 55 Tahun 2019 Pasal 32: limbah baterai kendaraan listrik wajib didaur ulang dan/atau dikelola.

Siapa yang perlu lab ini

  • Produsen sel bateraiPilot line, kontrol mutu, dan pengembangan sel.
  • Perakit battery packUji modul dan pack sebelum dipasang di kendaraan.
  • Industri kendaraan listrikValidasi pemasok baterai dan uji keselamatan.
  • Penyimpanan energi (BESS)Uji sel dan modul untuk sistem penyimpanan energi.
  • Daur ulang bateraiKarakterisasi sel bekas dan bahan hasil daur ulang.
  • Hilirisasi nikel & prekursorUji kinerja bahan katoda dalam sel uji.
  • Perguruan tinggi & lembaga risetRiset bahan elektroda, elektrolit, dan sel generasi baru.
  • Lab uji & sertifikasiUji UN 38.3 dan standar IEC untuk pasar dalam dan luar negeri.

Aktivitas utama

  1. 01
    Masuk dry room

    Personel berganti pakaian di airlock; pintu interlock menjaga udara lembap koridor tetap di luar.

  2. 02
    Perakitan sel

    Elektroda dikeringkan, ditumpuk atau digulung, lalu disegel; tahap paling peka dikerjakan di glovebox argon.

  3. 03
    Udara kering

    Dehumidifier desikan memasok udara sangat kering; titik embun dipantau terus.

  4. 04
    Formasi & aging

    Sel diisi dan dikosongkan pertama kali di cycler, didiamkan, lalu diukur ulang.

  5. 05
    Uji keselamatan

    Sel diuji tusuk, tekan, hubung singkat, atau panas di chamber tertutup dengan gas buang ke luar.

  6. 06
    Penyimpanan

    Sel dan baterai jadi disimpan di lemari tahan api, terpisah dari ruang kerja dan ruang uji.

Ilustrasi konfigurasi. Kebutuhan akhir disesuaikan dengan sampel, metode pengujian, kapasitas, dan risiko pekerjaan.

Ruang

7 ruang · klik ruang untuk melihat isi dan kebutuhannya

  1. 01Dry Room8 × 6 m · ±48 m²

    Perakitan elektroda dan sel pada udara sangat kering; tahap paling peka dikerjakan di glovebox berisi argon.

    Kebutuhan ruang

    • Udara pasokan sangat kering dari dehumidifier desikan; ruang dibuat kedap agar udara lembap luar tidak masuk.
    • Masuk hanya lewat airlock; jumlah orang dibatasi karena tubuh manusia menambah uap air.
    • Pemantau titik embun terus-menerus dengan alarm.
    • Argon dari tabung di ruang teknis untuk glovebox.

    Perlengkapan di ruang ini

  2. 02Ruang Teknis Dehumidifier3 × 8,5 m · ±26 m²

    Dehumidifier desikan, AHU, dan tabung argon; dirawat tanpa masuk ke dry room.

    Kebutuhan ruang

    • Listrik daya untuk pemanas regenerasi dan kipas dehumidifier.
    • Saluran udara regenerasi (panas dan lembap) dibuang ke luar.
    • Tabung argon tegak dan terikat, dengan regulator.
  3. 03Formasi & Aging7 × 6 m · ±42 m²

    Sel baru diisi dan dikosongkan pertama kali di battery cycler, lalu didiamkan dan diukur ulang.

    Kebutuhan ruang

    • Listrik daya untuk banyak kanal cycler; panas dari cycler dibuang tata udara.
    • Chamber suhu untuk aging dan uji kinerja pada suhu tertentu.
    • Deteksi asap dan proteksi kebakaran sesuai kajian risiko.

    Perlengkapan di ruang ini

  4. 04Airlock Dry Room3 × 2,5 m · ±8 m²

    Personel berganti pakaian dan menunggu pintu interlock sebelum masuk dry room.

    Kebutuhan ruang

    • Pintu interlock agar udara lembap koridor tidak masuk langsung.
    • Bangku dan lemari pakaian khusus dry room.

    Perlengkapan di ruang ini

  5. 05Penyimpanan Baterai5 × 2,5 m · ±13 m²

    Sel dan baterai jadi disimpan di lemari tahan api, terpisah dari ruang kerja.

    Kebutuhan ruang

    • Lemari tahan api dan deteksi asap.
    • Akses langsung dari koridor; jauh dari ruang uji abuse.

    Perlengkapan di ruang ini

  6. 06Ruang Uji Keselamatan7 × 2,5 m · ±18 m²

    Uji abuse (tusuk, tekan, hubung singkat, panas) di dalam chamber berdinding tebal dengan gas buang ke luar.

    Kebutuhan ruang

    • Exhaust chamber langsung ke luar gedung; ruang dipantau dari panel di luar chamber.
    • Proteksi kebakaran dan deteksi gas sesuai kajian risiko.
    • Dinding dan pintu yang menahan api; jalur evakuasi bebas.

    Perlengkapan di ruang ini

  7. 07Koridor18 × 2,5 m · ±45 m²

    Jalur personel dan sel dari dry room ke formasi, uji, dan gudang.

    Kebutuhan ruang

    • APAR dan rambu evakuasi.

    Perlengkapan di ruang ini

Alur kerja

Sel baru: perakitan sampai uji

7 langkah

Sel dirakit di dry room dan glovebox, diformasi di cycler, diuji keselamatannya, lalu disimpan.

Udara kering dry room

3 langkah

Udara balik dari dry room dikeringkan lagi di roda desikan; air yang terserap dibuang lewat udara regenerasi.

Perlengkapan

Semua perlengkapan di simulasi ini bisa dipesan lewat Haian. Furnitur dan lemari lab kami produksi sendiri.

Furnitur 4

Alat utama 5

Peralatan umum 3

Penyimpanan 3

Keselamatan 3

Consumable & reagen 2

Sistem pendukung 7

FAQ

Kenapa sel lithium dirakit di dry room?

Bahan sel lithium peka terhadap air, sehingga perakitan dilakukan di udara yang sangat kering. Dry room memungkinkan beberapa orang dan mesin bekerja di udara kering; glovebox argon dipakai untuk tahap yang paling peka.

Berapa titik embun dry room?

Ditentukan oleh kimia sel dan prosesnya. Sebagai contoh, dry room U-Michigan Battery Lab bertitik embun −40 °C dan dry room pilot Argonne CAMP di bawah 100 ppm air. Produsen dehumidifier menyebut kemampuan sampai −70 °C untuk kebutuhan yang lebih ketat.

Bagaimana dehumidifier desikan bekerja?

Udara melewati roda berlapis bahan penyerap yang berputar pelan; airnya terserap sehingga udara keluar sangat kering. Bagian roda yang jenuh berputar ke aliran udara panas kecil yang membuang air ke luar (regenerasi). Penjelasan ini mengikuti produsen dehumidifier.

Glovebox atau dry room?

Keduanya saling melengkapi. Glovebox berisi argon dengan O₂ dan H₂O umumnya di bawah 1 ppm, cocok untuk bahan paling peka dan sel skala kecil. Dry room dibutuhkan bila prosesnya memakai mesin besar atau banyak orang.

Apa itu formasi?

Pengisian dan pengosongan pertama sel baru untuk membentuk lapisan SEI yang stabil. Menurut ORNL prosesnya bisa beberapa hari, membutuhkan banyak kanal cycler, dan menjadi biaya terbesar kedua dalam pembuatan sel. Ruang formasi perlu listrik daya dan pembuangan panas.

Uji apa yang diminta untuk baterai lithium?

Untuk pengiriman, uji UN 38.3 T.1–T.8 pada setiap tipe sel dan baterai. Untuk keselamatan produk: IEC 62133-2 (portabel), IEC 62619 (industri dan stasioner), dan IEC 62660 (sel kendaraan listrik). Uji abuse dilakukan di chamber yang menahan api dan gas.

Bagaimana mengamankan ruang uji keselamatan?

Thermal runaway bisa menghasilkan api dan gas beracun; uji kebakaran mengukur HF 20–200 mg/Wh. Ruang uji memakai chamber berdinding tebal dengan gas buang ke luar, panel kontrol di luar chamber, deteksi dan proteksi kebakaran. Untuk perangkat besar, Sandia memakai fasilitas uji di luar ruangan.

Bagaimana menyimpan baterai?

Di ruang atau lemari tahan api yang terpisah dari ruang kerja dan ruang uji. FM Global Data Sheet 7-112 menentukan proteksi penyimpanan baterai Li-ion berdasarkan state of charge, tinggi plafon, tinggi tumpukan, dan kemasan.

Bisakah fasilitas baterai dibangun bertahap?

Bisa. Riset skala kecil bisa dimulai dari glovebox dan cycler. Dry room, dehumidifier, dan ruang uji abuse menyusul saat skala naik. Kebutuhan listrik, ducting dehumidifier, dan saluran gas buang ruang uji sebaiknya disiapkan sejak awal.

Referensi

  1. Perpres No. 55 Tahun 2019 jo. Perpres No. 79 Tahun 2023 — Percepatan Program KBL Berbasis Baterai (Pasal 8 TKDN, Pasal 32 limbah baterai)Pemerintah RI
  2. UN Manual of Tests and Criteria, Bagian III subbagian 38.3UNECE; ringkasan uji oleh US DOT/PHMSA
  3. IEC 62133-2 — Safety requirements for portable sealed secondary lithium cells and batteriesIEC
  4. IEC 62619 — Safety requirements for secondary lithium cells and batteries for industrial applicationsIEC
  5. IEC 62660-1/-2/-3 — Secondary lithium-ion cells for electric road vehiclesIEC
  6. FM Global Data Sheet 7-112 — Lithium-ion Battery Manufacturing and StorageFM Global
  7. Toxic fluoride gas emissions from lithium-ion battery fires (Larsson dkk., Scientific Reports, 2017)Nature Portfolio
  8. Battery energy storage safety guidance (2024)Department for Energy Security and Net Zero, Inggris
  9. Battery Lab — fasilitas dry room −40 °CUniversity of Michigan
  10. Cell Analysis, Modeling, and Prototyping (CAMP) FacilityArgonne National Laboratory
  11. Battery Abuse Testing LaboratorySandia National Laboratories
  12. Studi waktu formasi sel lithium-ion (Mao dkk.)Oak Ridge National Laboratory