真空干燥系統(tǒng)進(jìn)展，從大圓柱到固態(tài)電池

        6月25日，第十八屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)在常州金壇盛大舉行，此次峰會(huì)主題為“產(chǎn)業(yè)鏈格局重整  全場(chǎng)景應(yīng)用共振”。鋰電行業(yè)正站在全場(chǎng)景需求爆發(fā)與技術(shù)迭代的歷史交匯點(diǎn)。

        當(dāng)電動(dòng)重卡穿梭于干線物流，兩輪車馳騁在城市街巷，固態(tài)電池叩響下一代技術(shù)大門，鋰電池的應(yīng)用邊界正以超乎想象的速度拓展。

        在制造端，傳統(tǒng)工藝的效率天花板日益凸顯。長(zhǎng)達(dá)百米的熱風(fēng)烘箱、耗時(shí)數(shù)小時(shí)的干燥流程、占電池生產(chǎn)15%能耗的烘烤環(huán)節(jié)，正成為行業(yè)降本增效的 “攔路虎”；極耳焊接的多道工序、動(dòng)輒數(shù)十秒的操作時(shí)間，也讓快充電池的量產(chǎn)面臨工藝瓶頸。

        作為鋰電烘烤裝備領(lǐng)域的全球頭部供應(yīng)商，時(shí)代高科研究院院長(zhǎng)楊毅博士發(fā)表“真空干燥系統(tǒng)進(jìn)展，從大圓柱到固態(tài)電池”主題演講：

        楊博士首先介紹了大圓柱高產(chǎn)能需求下的設(shè)備結(jié)構(gòu)變化。從生產(chǎn)線的角度，單線產(chǎn)能的需求越來(lái)越高，從早期的30ppm，到目前普遍的100ppm以上，一些新的產(chǎn)線產(chǎn)能要求已經(jīng)接近200ppm。設(shè)備結(jié)構(gòu)上加熱方式的變革首當(dāng)其沖。

        同時(shí)，單體烘箱電池生產(chǎn)線呈現(xiàn)出高速、高產(chǎn)能的發(fā)展趨勢(shì)，在電池烘烤工藝趨于極限的背景下，單體烘箱結(jié)構(gòu)多層化，腔體增大，以提升單線產(chǎn)能，批次烘烤電池?cái)?shù)量增加。單體烘箱的單位空間，已由過(guò)去的1m³左右達(dá)到目前的10m3或以上，與此同時(shí)帶來(lái)烘箱局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，如烘箱密封門等關(guān)鍵部件的革新；并促進(jìn)與之匹配的腔體加工技術(shù)如：焊接技術(shù)、真空技術(shù)及溫控技術(shù)的不斷提升。

        還要求調(diào)度每批次電池?cái)?shù)量、體積、容量等不斷增大；高速的上下料需求使得每次抓取的圓柱電芯數(shù)量不斷增加，從單個(gè)抓取到目前的40個(gè)同時(shí)抓取。時(shí)代高科大圓柱電池高速產(chǎn)線設(shè)備均能滿足以上需求。

        全固態(tài)電池方面，時(shí)代高科提出，全固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝中，干燥工藝不會(huì)取消，反而要求會(huì)更高。行業(yè)普遍認(rèn)為，全固態(tài)產(chǎn)線中干燥工序會(huì)前置，即專注于粉體和極片/極卷烘烤，電芯烘烤可能會(huì)走向淘汰。同時(shí)對(duì)于干燥提出高速、高真空度、高除水率的要求，還需要額外考慮的是環(huán)境的影響，材料特性特別是毒性、腐蝕性等的影響。

        此外，干燥過(guò)程中有必要對(duì)干燥物料施加一定的拘束條件，防止其宏觀和微觀的變形。

        對(duì)此，時(shí)代高科所提出的解決方案，主要為使用二極管激光器干燥進(jìn)行對(duì)流烘箱干燥的低成本、環(huán)保替代。通過(guò)激光加熱對(duì)固態(tài)電池極卷進(jìn)行面加熱，疊加紅外測(cè)溫方式，進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫。目前已經(jīng)在真空常壓環(huán)境進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，效果良好。