霍克锂电池极片真空干燥工艺探析

前语

跟着我国提出节能降耗的发展政策，清洁动力的使用率不断的进步，锂电池的出产量不断的添加，锂电池极片含水量是影响电池功能和使用寿命的关键要素，为了可以进一步进步锂电池的使用功能，需求对锂电池极片枯燥工艺展开更为深化的研究，这样才干满足锂电池极片枯燥功率进步的详细要求，下降锂电池极片转序期间发生环境污染的危险。

一、锂电池极片真空枯燥工艺剖析

锂电池在出产制造过程中，需求对极片进行枯燥处理，常用的枯燥设备有真空枯燥箱。它的首要结构是由箱体和加热体系以及真空泵和温度操控体系构成的。箱体是经过碳钢板资料或者不锈钢焊接成型的，而且箱体内外层经过保温棉进行填充。箱体外部四周使用加热管进行环绕，并使用硅胶密封条对箱体四周进行密封处理。将需求枯燥的锂电池极片放入到料盒后，还需求将其放置在可以完成自在移动的托架上，然后再送入到事前准备好的枯燥箱工作室中。真空枯燥箱在使用过程中需求直接向箱体工作室内抽真空处理，或者进行充氮处理，使用电磁阀对充气量进行操控[1]。

此种锂电池极片枯燥工艺属于传统的方法，在使用过程中真空枯燥箱也呈现了坏处，首要体现在以下方面：首要，枯燥箱的工作室空间较大，在进行加热处理过程中内部温度操控难度较大，致使温度呈现不均匀的状况；其次，枯燥箱箱门规格和尺寸规划较大，而且密封触摸的总面积过长，无法保证枯燥室内的密封保温作用，在工作期间无法到达10Pa 以下的真空状况。基于此，需求对传统的枯燥工艺进行优化和改造，对枯燥箱体结构规划进行调整，并经过添加真空腔结构，将锂电池极片放置在真空腔内展开抽真空处理，可以有用进步极片加热期间温度的均衡性，到达预期的极限真空状况，进步极片的枯燥功率。

二、极片真空枯燥工艺影响要素

（一）温度要素

经过对枯燥工艺以及枯燥设备在实践使用期间所可以承受的温度极限状况，将枯燥温度操控在85℃到100℃期间，并保证枯燥室内的真空度(200Pa)不变，并对不同温度下的极片枯燥工艺作用进行剖析。经过仿真实验剖析成果来看，可以得到跟着枯燥时刻的不断延长，在不同温度下极片枯燥的速率在不断的下降[2]。经过剖析认为在高温环境下，极片水分含量会呈现显着的下降，到最后到达安稳的状况，因而，发生的变化起伏相对较小，从而导致枯燥速率呈现显着下降。但在低温环境下极片水分含量会呈现出缓慢下降的趋势，后期会存在少部分水分残留，变化起伏也具有安稳性。从极片枯燥全过程来看，高温环境下极片平均枯燥速率显着大于低温环境。因而，得出高温环境可以有用进步极片真空枯燥的特性，进一步进步真空枯燥速率，缩短枯燥时刻。

（二）真空度要素

在锂电池极片枯燥过程中，在温度保持在85℃的环境下，将真空度设置为不同的数值，对极片平均含水量数值的变化规律进行剖析，从详细的剖析成果可以看到，真空度对极片含水量发生非常重要的影响。详细体现在：在枯燥温度和枯燥时刻保持安稳的状况下，真空度越低，极片的含水量则越少。首要是因为真空度是导致极片外表与周围环境对流分散的重要要素，真空度越低，周围环境的对流传质系数则越大，从而添加了极片外表水分向周围蒸发的速度。虽然温度也可以对流传质系数发生一定的影响，可是从全体上来说影响程度小于真空度。

（三）极卷要素

锂电池极片在出产过程中是经过将极卷卷成大卷的方法后在真空枯燥箱中进行枯燥处理，所以，在剖析过程中应考虑到极卷对极片真空枯燥发生的影响。因为极卷的体积较大，涉及到很多层，在进行仿真实验的过程中难度较大。所以需求进行简化处理后进行枯燥处理，将极卷设定为三层并剖析其枯燥特性。在仿真实验过程中，需求对极卷枯燥工艺参数进行设置，包括加热温度和真空度数值等，选择特定的枯燥时刻，对极卷枯燥的成果进行剖析。在铝箔水分没有发生变化的状况下，仅对极片资料水分的散布进行剖析。从详细的剖析成果来说，内外侧极片枯燥的速度较快，水分含量下降显着，而中间极片资料枯燥的速度相对较慢[3]。首要是因为极卷外层可以与周围环境直触摸摸，而且触摸的全体面积较大，水蒸气可以快速的分散到室环境中，而中间极片资料比较外层触摸面积小，水分不易蒸发。因而得出，在同等温度和真空度环境下，极卷中间层枯燥的速度较慢。

三、锂电池极片真空枯燥工艺实例剖析

将2亿瓦时叠片式锂电池出产线工艺作为研究对象，对极片枯燥工艺进行剖析。在模切机下料后，极片会主动收集在事前准备好的不锈钢料盒中，经过物流线操作和装盘设备，将装满极片料盒放置在托盘傍边，然后在再将托盘推入到真空室内，每个真空室内可以放置两层托盘。真空腔内侧壁为了可以完成操作的便利性，装置了陶瓷轴承，可以为托盘的进出提供方便。真空室内使用正面平开。真空室内背面增设了管路阀门，直接与烘干箱的氮气管路直接相连，并经过烘干箱上装置的挡板阀对真空度进行操控。枯燥箱加热使用顶部送风的方法，侧面和底面回风的方法。加热管需求设置在烘箱侧面的夹层内，在操作过程中使用调理出风口大小的方法，对回风道的进行规划，在实践使用过程中可以保证枯燥箱内部的真空腔处于均匀加热的状况。将装满极片的真空腔推动枯燥箱内，然后再将烘干箱内部的管路进行软衔接。操作人员对烘干箱内部操控面板进行操作，到达枯燥箱抽真空和充氮加热的需求。在枯燥过程中，首要操作流程包括枯燥箱升温文恒温以及降温处理三个首要阶段。在升温阶段，需求向枯燥箱内部进行充氮作为导热介质，到达快速加热极片的目的。升温阶段过后，枯燥箱内的温度均匀性保持在特定值范围。在恒温阶段，可以将极片加热至120℃，在进行抽真空处理后，使极片处于高温及10Pa的真空环境中，极片中的含水量快速下降[4]。在降温阶段，极片枯燥后的温度会下降到60℃左右，为极片的运输和叠片提供便利。经过以上锂电池极片枯燥工艺处理后，完成了预期的枯燥作用。