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锂电干燥烘箱意义重大

2016-07-18

锂离子电池作为新一代绿色环保电池,拥有广阔的商业化应用前景。锂离子电池极片干燥是通过热风将极片涂层中的水分或有机溶剂成分快速挥发掉的一道工序。锂离子电池极片干燥质量的好坏对成品电池性能有重大的影响。传统干燥烘箱采用电加热器加热空气,设备耗能严重。同时,由于烘箱内进、抽风不平衡,易在机头、机尾烘箱处出现“滴溶剂”现象,造成极片干燥的缺陷。

锂离子电池的干燥工序,是保证电池涂层均匀性的一道重要的工艺。干燥过程的目的是将涂层内部用于悬浮、溶解或分散有效组分(聚合物、粘合剂等)的那些不起作用的溶剂(载体)从涂层中除去,使湿涂层变为均匀的千涂层。如果涂布时涂层均匀,那么干燥设备必须在干燥过程使涂层的均匀性不变。如果极片涂层涂布时不均匀,则在干燥时经干燥气流变成均匀。极片干燥效果直接影响后续工艺的实施,对出厂成品电池的性能和使用寿命有着重要的影响。锂离子电池极片干燥时对干燥温度、气流速度很敏感。干燥设备内的温度分布要高于锂离子电池薄膜形成的温度且低于融化的温度,否则会出现低温不能充分干燥极片,高温破坏极片涂层的情况。烘箱内较高的风速虽然能提高对流传热系数,提高干燥的效率,但是风速太高,就会使首节烘箱进风区段变成为一个巨大的刮刀,将吹掉所有的或大部分的涂层,毁坏涂层流动和均匀性。因此,对于锂离子电池干燥烘箱设计的基本要求为,烘箱内的干燥温度与气流速度都能在极片干燥的最佳工艺参数值范围内。

干燥工艺是锂离子电池制造过程的关键环节,锂离子电池极片的干燥条件决定极片涂布速度。目前,在锂离子电池极片干燥中,主要采用热空气作为干燥媒介,对极片进行对流干燥,使极片湿溶剂从涂层浆料中蒸发出来。干燥烘箱是干燥系统的关键设备,其内部流场和温度场特性对保证极片又快又好的顺利进行干燥起着重要作用。干燥烘箱应保证内部的极片应得到均匀、充分的干燥,并尽量减少干燥缺陷(包括温度过高导致极片外干内湿、极片干燥不均匀以及局部风速过高导致的极片涂层表面不平整等缺陷)。由此,对于锂离子电池烘箱内流场特性和烘箱结构进行研究,对于提高锂离子电池性能和企业生产效率具有重大的理论意义和实践价值。