時(shí)代高科楊毅：隧道式干燥設(shè)備未來將占主流
圖為深圳市時(shí)代高科技設(shè)備股份有限公司研究院院長楊毅發(fā)表演講
10月17日，“第五屆動(dòng)力電池應(yīng)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。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(chǔ)能技術(shù)國家工程研究中心和21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主辦。在“鋰電智造的數(shù)字化新征程”主題論壇上，深圳市時(shí)代高科技設(shè)備股份有限公司研究院院長楊毅發(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(qiáng)的吸水性，是電池水分含量的主要來源，”據(jù)楊毅介紹，動(dòng)力電池生產(chǎn)制造過程中，材料、極片、極卷、電芯等環(huán)節(jié)都需要除水，以保證電芯的高安全性和可靠性，“如果電池內(nèi)的水分超過了100PPM以后，電池的性能和安全性都會(huì)急劇下降。”
楊毅指出，根據(jù)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、吸附和結(jié)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)。”
值得注意的是，由于高溫對電芯內(nèi)部的隔膜會(huì)造成損傷，必須通過其他方法來去除水分。“時(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(shè)備，”據(jù)楊毅介紹。
據(jù)悉，目前真空干燥設(shè)備主要有全自動(dòng)隧道式真空干燥系統(tǒng)、單機(jī)組合式真空干燥設(shè)備，以及其他干燥設(shè)備等。
楊毅表示，對不同結(jié)構(gòu)類型設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)：
隧道式干燥設(shè)備在綜合能耗、生產(chǎn)穩(wěn)定性、質(zhì)量一致性等方面，都優(yōu)于單體組合式干燥設(shè)備；
單體組合式干燥設(shè)備在生產(chǎn)柔性化方面略占優(yōu)勢；
其他類型設(shè)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(wěn)定性等無法解決的難題。
楊毅表示，根據(jù)日韓的成功經(jīng)驗(yàn)，未來短而高效的隧道式干燥設(shè)備預(yù)計(jì)將占主流地位。
值得注意的是，由于電池材料的不同，干燥過程及技術(shù)選擇也有所不同。今年以來磷酸鐵鋰市場快速，“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，”據(jù)楊毅介紹，三元材料屬于熱穩(wěn)定性差的材料，鎳含量越高，越不穩(wěn)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)間的延長對于產(chǎn)能還是有負(fù)面影響，所以目前在追求高產(chǎn)能的現(xiàn)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(wěn)妥的辦法是通過實(shí)驗(yàn)來確認(rèn)干燥效果，特別是干燥水分有寫入技術(shù)協(xié)議的情況下，必須要求對來料水分，干燥時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
據(jù)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。“這三個(gè)公司分別具備設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)和檢驗(yàn)的能力。”據(jù)楊毅介紹，深圳總部的真空技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室，擁有真空檢測技術(shù)平臺(tái)、真空獲得技術(shù)平臺(tái)、真空熱工程/真空干燥技術(shù)平臺(tái)、真空表面處理/真空鍍膜技術(shù)平臺(tái)和新能源真空干燥節(jié)能減碳大數(shù)據(jù)平臺(tái)，同時(shí)公司還被國家工信部認(rèn)定為工業(yè)節(jié)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(shè)備。“時(shí)代高科還領(lǐng)導(dǎo)建立了國內(nèi)第一個(gè)真空干燥設(shè)備團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，與國內(nèi)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。”
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