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时代高科杨毅:隧道式干燥设备未来将占主流

2020-10-21  

10月17日,“第五届动力电池应用国际峰会(CBIS2020)暨首届中国新能源新材料(宁德)峰会”在福建宁德召开。本届峰会由中国化学与物理电源行业协会、福建省宁德市人民政府、电池中国网,以及宁德时代、电化学储能技术国家工程研究中心和21C创新实验室联合主办。在“锂电智造的数字化新征程”主题论坛上,深圳市时代高科技设备股份有限公司研究院院长杨毅发表了题为《真空干燥的模块化、多元化发展趋势》的主题演讲。

“正极材料具有很强的吸水性,是电池水分含量的主要来源,”据杨毅介绍,动力电池生产制造过程中,材料、极片、极卷、电芯等环节都需要除水,以保证电芯的高安全性和可靠性,“如果电池内的水分超过了100PPM以后,电池的性能和安全性都会急剧下降。”

杨毅指出,根据固体物质分子与水分子作用力的性质及大小,水分在电芯的存在形式主要有三种:附着、吸附和结晶的化合水分,“其中化合水分最难去除,在常压150℃以上方可蒸发。”

值得注意的是,由于高温对电芯内部的隔膜会造成损伤,必须通过其他方法来去除水分。“时代高科利用在真空条件下水分沸点降低的物理原理,研发了锂电池真空干燥技术及相关设备,”据杨毅介绍。

据悉,目前真空干燥设备主要有全自动隧道式真空干燥系统、单机组合式真空干燥设备,以及其他干燥设备等。

杨毅表示,对不同结构类型设备的运行进行总结可以发现:


隧道式干燥设备在综合能耗、生产稳定性、质量一致性等方面,都优于单体组合式干燥设备;

单体组合式干燥设备在生产柔性化方面略占优势;

其他类型设备,例如卷对卷烘烤技术成熟度仍然欠缺。如卷对卷烘烤技术上存在处理速度、真空度的保持、质量稳定性等无法解决的难题。

杨毅表示,根据日韩的成功经验,未来短而高效的隧道式干燥设备预计将占主流地位。

值得注意的是,由于电池材料的不同,干燥过程及技术选择也有所不同。今年以来磷酸铁锂市场快速,“磷酸铁锂材料吸水量较大,烘烤难度也是最难的,水分不容易脱除,所以同等温度下,烘烤时间最长,”据杨毅介绍,三元材料属于热稳定性差的材料,镍含量越高,越不稳定;但三元材料的含水量相对低一些,烘烤也相对容易,相同烘烤温度下,时间相对磷酸铁锂电池会显著缩短。

在干燥时间上,干燥时间对干燥效果的影响也是很大的,长的干燥时间可以提高干燥效果,某些单体干燥炉甚至有48-72小时的干燥时间。杨毅指出,干燥时间的延长对于产能还是有负面影响,所以目前在追求高产能的现状下,电池企业多要求缩短干燥时间,因此提出了接触式加热等方案。杨毅表示,在确定干燥时间前,最稳妥的办法是通过实验来确认干燥效果,特别是干燥水分有写入技术协议的情况下,必须要求对来料水分,干燥时间进行实验验证。

据了解,目前时代高科在深圳、上海和天津均有公司,其中深圳是总部基地。“这三个公司分别具备设计、制造、生产和检验的能力。”据杨毅介绍,深圳总部的真空技术工程实验室,拥有真空检测技术平台、真空获得技术平台、真空热工程/真空干燥技术平台、真空表面处理/真空镀膜技术平台和新能源真空干燥节能减碳大数据平台,同时公司还被国家工信部认定为工业节能技术装备制造企业,核心产品主要为隧道式、单体式的真空干燥设备。“时代高科还领导建立了国内第一个真空干燥设备团体标准,与国内TOP20电池生产制造企业,以及LG化学、松下、大众都在合作。”

时代高科荣获国轩高科颁发的“最佳质量奖”
1月8日上午,国轩高科第十届科技大会在合肥开幕。本届大会以“勤于正道,止于至善”为主题,来自中国、德国、美国等国家的一流科研院所、研究机构、高等院校、国内主流车企、核心供应商的众多精英代表出席。 国轩高科科技大会自2011年至今,已成功举办九届,吸引众多国内外专家、学者参会交流,已经成为新能源行业合作、交流、分享的重要平台。
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