在2015年第3屆中國(武漢)鋰電新能源產業國際高峰論壇(ABEC 2015,鋰電“達沃斯”)上,深圳時代高科技設備有限公司副總經理吳和瑋發表了題為《動力電池全新自動化真空干燥系統》的演講報告。據悉,來自全球鋰電新能源產業鏈的企業或機構嘉賓550多人匯聚武漢,縱論行業現狀、存在問題及探索解決方案。
“水呢,它有三種形態,同時水也是很頑皮的,能力很強,喜歡搗亂。我們看一看它在電池里面是如何折騰的,首先它會汽化,膨脹,電解,會跟電解液發生反應,然后也能和材料形成結晶等等。那么它在安全方面是一個很大的問題,會產生爆炸、冒煙、燃燒。”吳和瑋表示,“對動力電池而言,這個安全問題就要求更高了,為什么呢?因為一塊電池板是由很多的單體電池組成的。整個電池板它的性能實際上是由單個個體來決定的。更確切地說是由單個個體當中最差的那一塊決定的,為什么呢?在電池板里面充電的時候,最差的那一塊電池最容易被過充。那么在放電的過程當中,最差的那一塊電池容易過放,那么它最容易發生劇烈的反應,從而引發整個電池板的反應,從而引發很多的問題。”
吳和瑋表示,動力電池必須進行真空干燥,這是電池企業不言而喻的一個共識,但是目前動力電池傳統真空干燥方式自動化程度很低,它的缺點相當明顯,效率低,能耗高,一致性非常差。自動化程度低,大大阻礙了整個自動化產線產能的爆發。面對供不應求的動力電池的大好市場,有時候只能望洋興嘆。
動力電池如何干燥?吳和瑋介紹說,在材料、極片卷、極片和電芯環節都可以控制水分,做真空干燥。以負極材料活性炭為例,可以看到活性炭它單體上遍布著很多的毛細的孔系,它的表面積非常大,可能用2克的活性炭的表面積就可以涂滿時代高科整個槽。而這些孔系的表面吸收了大量的水,雜質,這就是時代高科需要干燥的對象。
確定控水點以后就可以開始干燥了,傳統的干燥,以電芯干燥為例,首先搭造干燥房,人工上下料,單體風箱要獨立完成預熱,抽真空,保壓等多項功能,一個人要完成很多的功能。在這過程當中,效率低,能耗高,不同單體風箱產出的產品差,而且人工搬運過程中有很多次接觸,造成不好的結果。
據吳和瑋介紹,這是時代高科隧道式真空干燥系統的一個示意圖,可以看到最右邊有兩個貨架車,時代高科物料裝在貨架車上,由最右邊的入口進入隧道,向前移動,分別通過了預熱段,真空干燥段,冷卻段,最后從隧道的出口。其實這個出口是直接進入下一道工序的。出來以后物料就已經完成了干燥,卸載以后,空載的物料車,通過時代高科的中轉,然后回流,回到最前端,完成下一段的一個循環。在此過程當中可以看到,不需要干燥房,無需人工操作,隧道中工作環境24小時永遠是恒定的,從而實現了自動化、一致性還有低功耗。
這是時代高科隧道式真空干燥系統的原理圖,其實實際的原理圖要細化的話,它有很多很多的工序。大致可以這樣分一下,有三個段,就是時代高科的理論,時代高科的工藝,就是把原來單體的風箱,它自己要完成的幾項功能,分成了獨立的段,這些段專業的完成每一個自己的功能,然后段與段之間連續地打通。
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