超级电容 · 锂电池真空干燥系统

概述：

 根据目前锂电生产现状，全面结合专业化流水线设计理念，为新能源锂电行业的干燥环节提供全方位全自动化的高效解决方案．

行业背景：

动力电池使用的碳材料如锂电池负极、超级电容电极、碳基粉体等等，都是利用碳材料多孔吸附特性和超大的比表面；孔隙内富含的水份气体和杂质，会严重影响电池性能指标。

水分对锂电池的性能影响是多方面的，包括容量、内阻、内压、自放电、功率密度、循环寿命、充放电倍率、安全性、一致性等指标。对整个电池组一致性和安全性要求更高的动力电池来说，超标的水分更是不可接受的．过高水分会导致性能下降、膨胀、自燃、甚至爆炸等后果．

因此，锂电池生产企业会在生产线的多个控水点上采用真空干燥工艺，尽可能的降低电池中的水分含量．

真空干燥是提升电池性能和保障电池安全性的重要屏障。

传统的真空烘箱的不足之处：

1、干燥时间过长，成为生产的瓶颈．

2、真空度较低，不能有效去除电池中的水氧及杂质．-0.09MPa是一个很初级的真空，不能有效祛水氧及杂质；尤其是孔隙内的结晶水和金属颗粒；

3、多个烘箱操作，温度均匀性较差，影响电池的一致性．

4、干燥完毕打开烘箱门，人工多次操作，产品在转移过程中多次暴露在大气环境中，水、气、杂质再次进入，形成二次污染，产品多批次一致性较差．从而导致电池性能及技术指标低下。

5、高设备必须建设干燥房并在干燥房内运行，运行成本高、能耗大。

组成及功能： 

功能模块包括自动预热、自动真空干燥（多级）、自动输送。

特点：

全自动真空干燥系统（隧道通过式）特点：不需要真空周转，效率更高、不需要人工周转、人为因素少！新的方法烘烤时间只需要数小时，适合自动化、大规模生产要求。。 

通过创造高真空、低露点、高温度均匀度的干燥环境；并且在上下道工序转移过程中与大气隔绝，从而大幅度提高动力电池的安全性、一致性，并且改善电池功率密度、内阻、高频特性、使用寿命等技术指标；最主要的是电池的生产效率得到数倍提高。 

1、全自动化操作，智能化控制．

2、电池一致性、安全性大幅提升。生产效率较传统方式数倍提高，提升产能优势；

3、是一套多工序连续式自动化系统，各工序腔体无缝连接，在转移过程中完全与大气隔绝、效率高、能耗低．

4、各工序专业完成单一功能，实现恒定的高真空度、低露点、高温度均匀度的干燥环境，极大地提高了产品的性能参数，同时保障了单一批次和多批次产品的一致性．极大地提升了电池循环使用寿命等技术参数。

5、上下道工序腔体无缝连接，实现冬天真空转移输送，无需干燥房，大幅度降低能耗，凸显成本优势．

设计理念：

 1、 升温、恒温、降温分成独立功能段，每个功能段均一直保持一个状态，实现高真空度、高温度均匀度和低露点，极大地提高了锂电池的性能参数，同时大幅度降低能耗。保障了单一批次和多批次产品的一致性．极大地提升了电池循环使用寿命等技术参数。

 2、上下道工序自动衔接，实现动态真空作业，从而实现自动化、智能化大规模生产．

设备工序

在干燥流程方面，从来料到出料10道工序完全自动化，衔接紧密，电芯真空隧道炉前取54只电芯置于专用载体，随链板线移送至真空隧道的氮气加热预热处理区，经过12分钟，一同送入低真空恒温区，进行低真空烘烤处理。时间到后，电池进入高真空恒温区进行高真空烘烤处理。后续动作和前端相反，只是最后工序是冷去处理，冷却后流入后工序。整个加热烘烤过程全部在一个真空，一个温度的环境下进行，多批次产品的一致性．极大地提升了电池循环使用寿命等技术参数。

设备功能

1、 电芯自动装入物料架，并以物料架为移栽单元，陆续完成各烘烤工艺流程

2、 物料前手动上料；

3、 为保证各腔室互不影响，之间采用高真空隔离技术；

4、  为保证电芯烘烤过程的一致性和高合格率，采取了关键措施：

1）、高真空室抽-96~-100kPa高真空；

2）、预热采用层流加热，避免温度不均匀；

3）、低真空压力定为-65~-76kPa；

4）、加热采用上下2个面的热辐射对炉腔进行，发热器为模组化设计，可快速拆卸，设备维护方便。

5）、采用独立双通道烘烤炉结构

6）、每9个弹夹为1组做动态烘烤，12分钟出9个弹夹

7）、常压加热仓采用氮气保护，运风辅助加热结构

8）、特制保温系统和内置高效发热源，总功率为45KW，同等产能下，能耗仅有普通真空烘箱的1/5。

9）、采用独立双通道烘烤炉结构

5、 为增加系统可靠性，每套烘烤室机都采用真空泵防腐处理；

6、 为保证每次烘烤一致性，各个真空室采用同一温度处理；

7、 依据工艺循环流程，电芯至少要在烘烤隧道上运行2小时，每个物料架能装54只电芯，设备运行需10个烘烤单元；

8、  设备充分考虑到各器件所处的环境，设计选型时选择耐腐蚀型器件，并作必要防腐蚀处理。