時(shí)代高科楊毅：隧道式干燥設備未來(lái)將占主流
圖為深圳市時(shí)代高科技設備股份有限公司研究院院長(cháng)楊毅發(fā)表演講
10月17日，“第五屆動(dòng)力電池應用國際峰會(huì )（CBIS2020）暨首屆中國新能源新材料（寧德）峰會(huì )”在福建寧德召開(kāi)。本屆峰會(huì )由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )、福建省寧德市人民政府、電池中國網(wǎng)，以及寧德時(shí)代、電化學(xué)儲能技術(shù)國家工程研究中心和21C創(chuàng )新實(shí)驗室聯(lián)合主辦。在“鋰電智造的數字化新征程”主題論壇上，深圳市時(shí)代高科技設備股份有限公司研究院院長(cháng)楊毅發(fā)表了題為《真空干燥的模塊化、多元化發(fā)展趨勢》的主題演講。
“正極材料具有很強的吸水性，是電池水分含量的主要來(lái)源，”據楊毅介紹，動(dòng)力電池生產(chǎn)制造過(guò)程中，材料、極片、極卷、電芯等環(huán)節都需要除水，以保證電芯的高安全性和可靠性，“如果電池內的水分超過(guò)了100PPM以后，電池的性能和安全性都會(huì )急劇下降?！?/p>
楊毅指出，根據固體物質(zhì)分子與水分子作用力的性質(zhì)及大小，水分在電芯的存在形式主要有三種：附著(zhù)、吸附和結晶的化合水分，“其中化合水分最難去除，在常壓150℃以上方可蒸發(fā)?！?/p>
值得注意的是，由于高溫對電芯內部的隔膜會(huì )造成損傷，必須通過(guò)其他方法來(lái)去除水分?！皶r(shí)代高科利用在真空條件下水分沸點(diǎn)降低的物理原理，研發(fā)了鋰電池真空干燥技術(shù)及相關(guān)設備，”據楊毅介紹。
據悉，目前真空干燥設備主要有全自動(dòng)隧道式真空干燥系統、單機組合式真空干燥設備，以及其他干燥設備等。
楊毅表示，對不同結構類(lèi)型設備的運行進(jìn)行總結可以發(fā)現：
隧道式干燥設備在綜合能耗、生產(chǎn)穩定性、質(zhì)量一致性等方面，都優(yōu)于單體組合式干燥設備；
單體組合式干燥設備在生產(chǎn)柔性化方面略占優(yōu)勢；
其他類(lèi)型設備，例如卷對卷烘烤技術(shù)成熟度仍然欠缺。如卷對卷烘烤技術(shù)上存在處理速度、真空度的保持、質(zhì)量穩定性等無(wú)法解決的難題。
楊毅表示，根據日韓的成功經(jīng)驗，未來(lái)短而高效的隧道式干燥設備預計將占主流地位。
值得注意的是，由于電池材料的不同，干燥過(guò)程及技術(shù)選擇也有所不同。今年以來(lái)磷酸鐵鋰市場(chǎng)快速，“磷酸鐵鋰材料吸水量較大，烘烤難度也是最難的，水分不容易脫除，所以同等溫度下，烘烤時(shí)間最長(cháng)，”據楊毅介紹，三元材料屬于熱穩定性差的材料，鎳含量越高，越不穩定；但三元材料的含水量相對低一些，烘烤也相對容易，相同烘烤溫度下，時(shí)間相對磷酸鐵鋰電池會(huì )顯著(zhù)縮短。
在干燥時(shí)間上，干燥時(shí)間對干燥效果的影響也是很大的，長(cháng)的干燥時(shí)間可以提高干燥效果，某些單體干燥爐甚至有48-72小時(shí)的干燥時(shí)間。楊毅指出，干燥時(shí)間的延長(cháng)對于產(chǎn)能還是有負面影響，所以目前在追求高產(chǎn)能的現狀下，電池企業(yè)多要求縮短干燥時(shí)間，因此提出了接觸式加熱等方案。楊毅表示，在確定干燥時(shí)間前，最穩妥的辦法是通過(guò)實(shí)驗來(lái)確認干燥效果，特別是干燥水分有寫(xiě)入技術(shù)協(xié)議的情況下，必須要求對來(lái)料水分，干燥時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗驗證。
據了解，目前時(shí)代高科在深圳、上海和天津均有公司，其中深圳是總部基地?！斑@三個(gè)公司分別具備設計、制造、生產(chǎn)和檢驗的能力?！睋钜憬榻B，深圳總部的真空技術(shù)工程實(shí)驗室，擁有真空檢測技術(shù)平臺、真空獲得技術(shù)平臺、真空熱工程/真空干燥技術(shù)平臺、真空表面處理/真空鍍膜技術(shù)平臺和新能源真空干燥節能減碳大數據平臺，同時(shí)公司還被國家工信部認定為工業(yè)節能技術(shù)裝備制造企業(yè)，核心產(chǎn)品主要為隧道式、單體式的真空干燥設備?！皶r(shí)代高科還領(lǐng)導建立了國內第一個(gè)真空干燥設備團體標準，與國內TOP20電池生產(chǎn)制造企業(yè)，以及LG化學(xué)、松下、大眾都在合作?！?/p>
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