锂电池涂布极片烘干的原理及影响因素介绍

全息设备锂电池涂布极片烘干的原理及影响因素介绍
烘干模型
极片烘干过程,业内常见的模型是将其分为如下四个阶段,如下:
   
   
对应的微观结构变化:
极片干燥经历如上四个动力学过程,即预热阶段、加热阶段、恒干燥速率阶段以及降速阶段。
干燥初始阶段,热风迅速掠过涂布浆料表面,加热箔材及浆料,促使浆料表面溶剂蒸发,并以气液两相形式通过界面扩散。
涂布浆料中NMP 以及水等溶剂在恒干燥速率阶段大量蒸发,溶剂到达涂层表面并富集。
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干燥速率受涂层表面气相干燥界面物质扩散动力学控制。由于热风直接作用于浆料表面,涂布浆料表层溶剂完全汽化,涂布层内部浆料溶剂因毛细作用迁移至表面,不断蒸发,涂布层逐步收缩。当湿含量达到临界状态下,极片表面出现不连续干点,此阶段为恒速干燥阶段此时干燥速率取决于热风温度、风速、回风比以及浆料配方。
当涂布活性材料中溶剂含量较低时,极片温度整体升高并形成温度梯
度,热量由表层传入涂布层内部,而溶剂不断扩散至涂布层表面,为降速干燥阶段此阶段干燥速率受溶剂迁移速率控制,即受到半干涂布层颗粒及间隙分布方式控制
二、各因素影响
1、热风温度
(1)合理控制温度、风速等可以有效提高单体电池的性能一致性
(2)第三四阶段,涂覆浆料黏度极大,即便提高干燥温度,干燥速率依然较低
(3)干燥温度较低时,黏结剂的分布更为均匀,集流体同活性材料的黏结更为牢固
2、热风速度
(1)热风流动速度过大就会导致涂层的不均匀
(2)低速大通量更有利于极片烘干质量
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三、其它技术
倍速链组装线(1)复合干燥
可以提高干燥效率。例如将单面热风干燥变为双面热风干燥,烘箱内采用负压条件,结合其他加热方式,如红外线和微波辅助加热等,形成复合干燥工艺,改善干燥条件。
(2)红外干燥
可以去除极片涂层中毛细管水分和表面残余水分,特别适用于厚度较大的高能量电极涂层。干燥过程操作简单,热量集中,干燥速度快,但干燥时黏结剂出现二次团聚,负极极片的电化学性能降低。通常将其与对流干燥结合,形成混合干燥系统。由于涂层厚度的差异,红外干燥温度的不均匀性始终没有得到彻底解决,对于非水系溶剂的浆料干燥,效率
不足。
(3)漆雾净化器微波干燥
是通过微波介电加热促使极片中水分脱除。微波为体积加热,干燥时极片内部自由水首先气化,形成较高蒸发压力梯度,加速内部水分迁移。微波混合干燥可以极大提高干燥效率,干燥时对涂层的破坏较小,但易造成极片鼓包、炸片等。
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本文发布于:2024-09-23 15:27:28,感谢您对本站的认可!

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标签:极片   浆料   表面   涂布   溶剂
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