用途
水分對鋰電池性能的影響是多方面的,包括安全性、一致性、容量、電壓、內阻、功率、內壓、壽命等指標。水分過高會導致品質下降、鼓脹、自燃、甚至爆炸等後果。尤其是對整個電池組一致性和安全性要求更高的動力電池來說,超標的水分更是不可接受的。
因此,鋰電池生產廠商會在產線的多個控水點上採用真空乾燥工藝,儘可能地降低電池中的水分含量。
按控水點劃分,鋰電池產線的真空乾燥包括:
² 正負極材料真空乾燥
² 極片卷真空乾燥
² 極片真空乾燥
² 封裝前電芯真空乾燥
² 注液前電芯真空乾燥
工作原理
氣壓(*10Pa) | 沸點(℃) |
1.01 | 100 |
0.58 | 85 |
0.10 | 45.8 |
0.04 | 28.96 |
0.01 | 6.97 |
在負壓環境,水的沸點顯著降低,當氣壓為0.01bar,即1000Pa時,沸點低於7℃。當氣壓降低溫度升高時,水分氣化將更加迅速和徹底。
鋰電真空烘箱,就是將鋰電池物料處於負壓、高溫環境中,加快水分氣化,實現物料快速乾燥的設備。
分類
按外形劃分: 單層、多層、對開門、隧道式。
按自動化程度劃分:手動、半自動、全自動。
按專用性劃分: 電池材料專用、極片專用、電芯專用、通用。
按加熱方式劃分: 運風式加熱、接觸式加熱、輻射式加熱。
按配置劃分: 需要乾燥房、無需乾燥房。
按趨勢劃分: 傳統單體真空烘箱、全新隧道式全自動真空乾燥系統。
工作步驟
a) 傳統單體真空烘箱
在常壓下加熱一段時間,使物料整體升溫到設定溫度,同時物料中的部分水分轉化為水蒸氣;水分蒸發到一定程度後,真空泵開始工作,抽濕、抽真空;充氮氣破真空,保持乾燥環境。
在實際的烘烤過程中,根據不同的工藝,以上三個步驟先後各有不同,一般都要多次循環。
b) 全新隧道式全自動真空乾燥系統
將隧道劃分為連續的三個獨立功能段:預熱段、真空乾燥段、降溫段,載著物料的貨架車自動步進式通過隧道,實現對物料的預熱、真空乾燥、降溫,出隧道時即完成乾燥,可以直接進入下一道工序。
具有自動化、高品質、低能耗的顯著優勢,保證了多批次產品的高度一致性。是鋰電池大規模自動化生產的必然趨勢。
工藝對比
1、傳統單體真空乾燥工藝特點
a) 全程需要在乾燥房內;
b) 人工多次干預,不同批次人為“二次污染”較多;
c) 適用於實驗室或小批量生產。
2、全新隧道式全自動真空乾燥工藝特點
a) 不需要乾燥房;
b) 全程自動化,智慧型化控制,無需人工干預;
c) 各功能段專業、高效;
d) 多批次產品高度一致性。