動力電池使用的碳材料如鋰電池負極、超級電容電極、碳基粉體等等,都是利用碳材料多孔 吸附特性和超大的比表面;孔隙內富含的水份氣體和雜質,會嚴重影響電池性能指標。遺憾的是電池行業絕大多數的干燥工序都是在大氣中完成或者在輸送轉移時又重新暴露在大氣環境中,水、氣、雜質再次進入,

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 深圳市時代高科技設備有限公司從2006年開始研制第一代全自動真空干燥生產線,主要是與超級電容世界領軍企業美國MAXWELL進行保密合作,歷經8年。同期得到了中國國家科技部、深圳市政府技術創新資金的大力支持。

 2013年時代高科與比亞迪等鋰離子動力電池的領軍企業合作,進行了為期8個月的實驗,在技術指標、安全性能和規模化方面取得了一些經驗,下面將就動力電池真空干燥一些成果與各位朋友分享。

 傳統干燥的認識誤區1

 問:水氣雜質或大氣環境對干燥電池有沒有影響?

 答:動力電池使用的碳材料如鋰電池負極、超級電容電極、碳基粉體等等,都是利用碳材料多孔 吸附特性和超大的比表面;孔隙內富含的水份氣體和雜質,會嚴重影響電池性能指標。遺憾的是電池行業絕大多數的干燥工序都是在大氣中完成或者在輸送轉移時又重新暴露在大氣環境中,水、氣、雜質再次進入,形成二次污染,從而導致電池性能及技術指標低下。     

傳統干燥的認識誤區2

問:干燥時間幾天甚至十幾天是正常的嗎?

答:傳統方式是正常的;新的方法只需要數小時。

通過創造高真空、低露點、高溫度均勻度的干燥環境;并且在上下道工序轉移過程中與大氣隔絕,從而大幅度提高動力電池的安全性、一 致性,并且改善電池功率密度、內阻、高頻特性、使用壽命等技術指標;最主要的是電池的生產效率得到數倍提高。

在舊的電池制造工藝路線中,注液前電池的電芯是沒有真空干燥工序的;

目前的工藝現狀:

由于市場提供的真空烘箱真空度低、溫度一致性差,導致電池企業BAKING烘烤時間長、電芯一致性差、水氧含量很高。同時設備必須建設干燥房并在干燥房內運行,運行成本高、能耗大。

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傳統的真空烘箱的不足之處:

1. 烘干時間長,約72小時以上;

2. 真空度較低,-0.09MPa是一個很初級的真空,不能有效祛水氧及雜質;尤其是孔隙內的結晶水和金屬顆粒;

3. 溫度均勻度較差,影響一致性;

4. 即使真空度較高,但干燥完畢打開烘箱門,電池再次暴露在大氣環境中,水份雜質對電池形成二次污染。

為什么有水份、氣體和雜質,又會帶來什么結果呢?

我們從鋰離子電池和超級電容電池的基本結構和水的特性來分析:

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水在汽化時體積會增大1700倍;水可以電解成氧氣和氫氣;

在特定情況下,如過充電,環境溫度高,環境壓差大、連續使用等,水的劇烈膨脹和導電,導致電池內阻急劇增大,溫度升高,殼體膨脹。

電池在內阻上消耗大量能量,產生巨大熱量,溫度上升導致隔膜熔化,從而導致電池低效,甚至出現安全性問題。

水分和過熱同時也會導致目前主要正極材料LiPF分解!

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活性炭孔隙、比表面可達1000m2/g;                      

由于活性炭電極豐富的毛細孔,形成的巨大的吸附能力和吸附容量,

在制造電池過程中,電池中的活性炭電極已經吸附了大量的空氣、水份或其它雜質。

[責任編輯:肖何]

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