在锂电池生产工艺中,在温湿度传感器测量及控制中的干燥是必不可少的一环。它主要用于去除电池原材料及生产环境中的水分,以确保电池的性能和安全性。
干燥方式主要分为连续干燥和间歇干燥,同时根据操作压强又可分为常压干燥和真空干燥。
一、锂电池生产工艺流程的温度、湿度
1、正极配料的确认与烘烤
温度≤40℃,湿度≤25%RH;导电剂≈120℃烘烤8小时,粘结剂≈80℃烘烤8小时。
2、配制PVDF胶液
温度≤30℃;搅拌罐需开启循环水。
3、配正极浆料
温度≤30℃,湿度≤25%RH,真空度≤-0.085MPa。
4、浆料转出
温度≤40℃,湿度≤25%RH。
5、负极配料
来料无需干燥,温度≤40℃,湿度≤25%RH;去离子水导电率≤1us/cm。
6、锂电池生产的干燥房环境
温度一般控制在20-25℃,湿度1%以下,露点温度≤-40℃。
稳定的温度有助于防止热胀冷缩,湿度控制在30%-60%可减少水分吸附和静电积累。
注液工序温度要求20-25℃,有助于电解液准确注入。
这些要求确保了锂电池的生产质量和性能稳定性。
二、干燥设备
1、真空干燥
真空干燥是一种在低于一个标准大气压的环境条件下,去除物料中所含水分的过程。
真空干燥的优点:
其一,避免表面硬化
真空环境能减小物料表面与内部的压差,使水分更快速地移出表面,避免产品表面硬化现象。
其二,干燥效率高
由于真空环境下水的沸点降低,水分在较低温度下即可蒸发,提高干燥效率。
其三,保护物料品质
真空干燥能减少物料与氧气的接触,防止氧化反应,同时避免高温对物料结构的破坏。
在锂电池生产中,真空干燥设备被广泛应用于电池正负极材料、电芯等关键部件的干燥过程,以确保电池的性能和安全性。
2、传导干燥
传导干燥是一种通过热传导方式,将湿物料中的水分蒸发出来的干燥设备。
传导干燥设备的工作原理是,将湿物料放置在加热板或加热元件上,通过加热板或加热元件产生的热量直接传递给湿物料,使物料内部的水分受热蒸发,从而达到干燥的目的。
这种干燥方式适用于热敏性物料或需要精确控制温度的干燥过程。传导干燥设备具有干燥效率高、能耗低、温度控制精确等优点,因此在锂电池生产等需要高精度控制的行业中得到广泛应用。
3、对流干燥
利用热空气作为干燥介质,通过热交换将热量传递给湿物料,使物料表面的水分蒸发并扩散到空气中,达到干燥的目的。
其一,工作原理
热空气与湿物料直接接触,通过对流方式传递热量,使物料中的水分蒸发。
其二,优点
结构简单、操作方便、适应性强,适用于多种物料的干燥。
其三,应用
在锂电池生产中,对流干燥设备被用于电池正负极材料、电芯等部件的干燥过程,以确保电池的性能和安全性。
4、辐射干燥
是一种利用电磁波作为热源使物料脱水的干燥方法。
其一,主要类型
包括红外线干燥和微波干燥。红外线干燥通过红外线辐射使物料表面和内部同时加热,干燥速度快且均匀;
微波干燥则利用微波的致热效应,使物料内部极性分子快速旋转产生热量,从而蒸发水分。
其二,优点
辐射干燥具有快速干燥、适用性强、干燥均匀等优点,广泛应用于化工、医药、食品等行业。
其三,缺点
辐射干燥可能存在能耗较高、易产生火灾风险等问题,使用时需注意安全操作。
5、介电干燥
是一种利用介电加热原理,对物料进行干燥的技术。
其一,工作原理
基于介电材料在交变电场中产生电损耗,进而引发局部加热,使物料内部的水分蒸发。
介电干燥过程通常包括加热阶段、蒸发阶段、湿度平衡阶段和冷却阶段。
其二,介电干燥相比传统热风干燥具有显著优势:
①能效高
电能利用率高,节约能源。
②干燥速度快
由于加热迅速,缩短了干燥时间。
③对产品质量影响小
减少了对产品的热冲击,保持了产品的色香味和营养成分。
介电干燥技术在医药、食品、化工等行业得到广泛应用,特别适用于对热敏感物料的干燥处理。
