中國粉體網訊 動力電池技術的發(fā)展有賴于其他技術的同步發(fā)展。由于真空獲得設備的逐漸成熟,且真空技術使傳統(tǒng)工藝產生的獨特效果,使其已經越來越多的應用于動力電池的制造過程中,使得動力電池的制造技術水平有了質的提升。真空系統(tǒng)在鋰電池生產中是很龐大的系統(tǒng),真空系統(tǒng)設計的好壞對鋰電池的生產品質有著至關重要的影響。
動力電池生產過程中大量使用著碳材料,比如說鋰電池的負極材料、超級電容的電極、碳基粉體等;谔疾牧暇哂卸嗫孜胶统蟮谋砻娣e等物理特性,很容易吸收水分和雜質。由于水變成蒸汽后體積將劇烈膨脹,甚至可以達到自身的1700倍之多,同時將發(fā)生電解,在一些惡劣條件下(過充電、高溫、大壓差),由于水的體積變大并且導電,使得電池內部的電阻變大,內阻上產生的大量熱量導致電池內部溫度過高,很容易將隔膜融化,電池內部將嚴重變形,而且通用的正極材料LIPF對水分和溫度異常敏感,進而發(fā)生裂解,輕則導致電池報廢,重則引發(fā)安全問題。
傳統(tǒng)的鋰電池生產過程包括:負極合漿、正極合漿、涂布、碾壓、分切、烘烤、卷繞、入殼、電焊、注液、焊冒蓋、清洗、干燥儲存、檢測對齊度、殼體噴碼、化成、OCV測量、常溫儲存、分容等。其中,正極合漿、負極合漿、涂布、卷繞、烘烤、注液、化成等工序需要配備真空系統(tǒng)。
在烘烤工序中,鋰電池極片中的水分對電池性能有很大影響,過量水分將會影響其電化學性能。因此需要設置烘箱間,將極片或電芯放置在烘箱的可移動真空腔體中,通過烘烤與抽真空相結合的方式除去水分。與常壓干燥相比,這種方式的優(yōu)點是真空干燥能夠避免在常壓干燥時容易出現的產品表面硬化現象,這是由于真空環(huán)境時極片表面與內部的壓差大,壓力梯度使水分更快速地移出表面,干燥效率高,干燥溫度低,利于電池內部集流體與活性物質的粘結。
真空設備在鋰電池前端研發(fā)到中試以及規(guī);a的整個周期中均有重要應用。目前,鋰電池規(guī);圃爝^程中的合漿、卷繞、疊片、裝配、烘箱、注液、化成等主要工序都對真空系統(tǒng)提出了更高的要求,以Edwards干式螺桿泵GXS為代表的干式真空解決方案獲得了大量的市場應用。作為全球領先的真空技術品牌,Edwards真空產品廣泛應用于半導體、新能源、化工、科研等行業(yè)。
隨著鋰電池由液態(tài)至固態(tài)的產業(yè)化升級,真空系統(tǒng)也隨電池的制造過程中的變化而變得更加豐富多樣,且與電池的性能關系越來越密切。2022年2月22-23日,由中國粉體網主辦的“第三屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會”將于湖北武漢東方建國大酒店舉辦,屆時將邀請來自埃地沃茲貿易(上海)有限公司的市場拓展經理雷軍作《鋰電池制造過程中的真空解決方案》報告。報告主講人將聚焦鋰電池產業(yè)升級中的真空應用深入討論,并介紹Edwards鋰電池行業(yè)的真空解決方案。
個人簡歷:
雷軍,華東理工大學化學工程碩士。2018.07至今任職埃地沃茲貿易(上海)有限公司市場拓展經理/應用工程師。
參考資料:
齊心,趙磊等. 鋰離子電池廠房的真空系統(tǒng)設計
李琦. 動力電池真空干燥裝置設計與流場模擬
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