1, מהו ליתיוםתנור ייבוש סוללה
תנור ייבוש סוללות ליתיום הינו ציוד המיועד במיוחד לייבוש חומרים, אלקטרודות, תאים וכו', בתהליך ייצור סוללות ליתיום. מטרתו העיקרית היא להסיר לחות מהחומר כדי להבטיח את איכות הייצור והביצועים של סוללות ליתיום. מכיוון שסוללת הליתיום רגישה ביותר למים, אפילו נוכחות של כמויות קטנות מאוד של מים עלולה לגרום לסדרה של תגובות שליליות בתוך הסוללה, כגון פירוק אלקטרוליטים, קורוזיה של אלקטרודות וכו', מה שמשפיע באופן רציני על הקיבולת, חיי המחזור והבטיחות של הסוללה. לכן, הביצועים של תנור ייבוש סוללת ליתיום קשורים ישירות לאיכות וליציבות של מוצרי סוללת ליתיום.
2, עקרון העבודה של תנור ייבוש סוללת ליתיום
תנור ייבוש סוללת ליתיום משתמש בדרך כלל בעיקרון של שילוב שיטות העברת חום כגון הולכת חום, הסעה וקרינה כדי להשיג ייבוש חומר. בקופסה מחממים את האוויר על ידי גוף החימום, האוויר החם יוצר זרימת אוויר במחזור בפעולת המאוורר והחומר נמצא במגע מלא עם העברת החום לחומר, כך שהמים בחומר מתאדים לאדי מים. במקביל, הקופסה מצוידת במערכת ייבוש מיוחדת, שיכולה לייבש את האוויר המכיל אדי מים, להפחית את הלחות בקופסה ולהבטיח תהליך ייבוש רציף. שיטות הסרת לחות נפוצות כוללות הסרת לחות בהקפאה והסרת לחות בספיחה. תנורי ייבוש סוללות שונים בוחרים בטכנולוגיות ייבוש מתאימות בהתאם לדרישות בפועל. לדוגמה, הסרת לחות בקירור היא השימוש במערכת קירור כדי לקרר את האוויר מתחת לטמפרטורת נקודת הטל, כך שאדי מים מתעבים לטיפות מים ונפרקים, ובכך מפחיתים את לחות האוויר; הסרת לחות ספיחה היא באמצעות ספיחה של סופח על אדי מים להשגת הסרת לחות, הסופח משתמש בדרך כלל בסיליקה ג'ל, מסננת מולקולרית וחומרים אחרים בעלי שטח פנים ספציפי גבוה ויכולת ספיחה חזקה.
3、מאפייני מבנה תנור ייבוש סוללת ליתיום
(1) עיצוב קופסא
הקופסה של תנור ייבוש סוללת הליתיום עשויה בדרך כלל מחומרים בעלי חוזק גבוה ועמיד בפני קורוזיה, כגון נירוסטה. חומר זה יכול למנוע ביעילות את העיוות והקורוזיה של התיבה בסביבה הקשה כגון טמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה כדי להבטיח את הפעולה היציבה לטווח ארוך של הציוד. יחד עם זאת, לקופסה יש ביצועי בידוד תרמי טובים, בדרך כלל באמצעות חומרי בידוד רב-שכבתיים לשימור חום, להפחית את איבוד החום, לשפר את יעילות האנרגיה. לדוגמה, חלק מתנור ייבוש ואקום מתקדם משתמשים בפאנלים מבודדים בוואקום (VIP) כחומרי בידוד, בעלי מוליכות תרמית נמוכה במיוחד ויכולים להפחית משמעותית את איבוד החום של הקופסה.
(2) מערכת חימום
מערכת החימום היא אחד ממרכיבי הליבה של תנור ייבוש סוללת הליתיום. הוא מורכב בדרך כלל מגופי חימום, בקרי טמפרטורה ובקרי חימום. גוף החימום משתמש בדרך כלל בחוטי התנגדות, צינורות חימום אינפרא אדום וכו', שיכולים להמיר במהירות אנרגיה חשמלית לאנרגיית חום כדי לספק את החום הנדרש לתהליך הייבוש. התרמוסטט משמש לניטור הטמפרטורה בקופסה בזמן אמת ולהזנת אות הטמפרטורה בחזרה לבקר החימום. בקר החימום מתאים אוטומטית את עוצמת גוף החימום בהתאם לערך הטמפרטורה שנקבע מראש, כך שהטמפרטורה בקופסה נשמרת בטווח יציב.
(3) מערכת אוורור וסירקולציה
מערכת האוורור והסירקולציה ממלאת תפקיד מפתח בהבטחת אחידות הטמפרטורה ויעילות הייבוש בקופסה. המאוורר מוציא באופן שווה את האוויר המחומם לכל פינות הקופסה, כך שהחומר יכול ליצור קשר מלא עם האוויר החם ולהשיג ייבוש מהיר. במקביל, מערכת האוורור יכולה גם לפרוק את הלחות בקופסה בזמן כדי לשמור על סביבה יבשה. על מנת לשפר עוד יותר את אחידות הטמפרטורה, תנורי ייבוש ואקום מסוימים משתמשים במבנים מיוחדים בתכנון תעלות האוויר, כגון לוחות מפנה, מסיטים וכו', כך שניתן יהיה לפזר אוויר חם בצורה שווה יותר בקופסה.
4、סוג של תנור ייבוש ואקום סוללה
(1) תנור ייבוש בוואקום
תנור ייבוש בוואקוםהוא ציוד ייבוש בסביבת ואקום. זה מפחית את לחץ האוויר בקופסה על ידי שאיבת אבק, כך שהמים בחומר יכולים להתאדות במהירות בטמפרטורה נמוכה יותר, כדי להשיג ייבוש מהיר. תנור ייבוש ואקום מתאים לייבוש של חומרי סוללת ליתיום רגישים לטמפרטורה ומוצרים מוגמרים למחצה, שיכולים למנוע ביעילות את ההשפעה של טמפרטורה גבוהה על ביצועי החומר. לדוגמה, עבור חלק מחומרי האלקטרודה המכילים רכיבים אורגניים, השימוש בתנור ייבוש ואקום יכול להסיר מים בטמפרטורה נמוכה יותר כדי למנוע פירוק וחמצון של רכיבים אורגניים.
(2) תנור ייבוש במחזור אוויר חם
תנור ייבוש ואקום בזרימת אוויר חם הוא הסוג הנפוץ ביותר של תנור ייבוש סוללת ליתיום. הוא משתמש בסירקולציה של אוויר חם כדי להעביר חום ולייבש את החומר. תיבת הייבוש במחזור האוויר החם היא בעלת יתרונות של מבנה פשוט, תפעול נוח ויעילות ייבוש גבוהה, והיא מתאימה לייבוש חומרי סוללת ליתיום שונים ומוצרים חצי מוגמרים. בייצור בפועל, על פי מאפייני החומר ודרישות הייבוש, ניתן לבחור בשיטות שונות של זרימת אוויר חם, כגון מחזור אופקית, מחזור אנכי.
(3) תנור ייבוש מנהרה
תנור ייבוש ואקום המנהרה משמש בעיקר לייצור רציף של קווי ייצור של סוללות ליתיום. יש לו תיבה ארוכה מסוג מנהרה, והחומר מועבר בקופסה ברציפות דרך המסוע, ומייבש באוויר חם במהלך התנועה. תנור ייבוש ואקום המנהרה יכול לממש פעולת ייבוש בקנה מידה גדול ויעיל, והוא מתאים לייבוש רציף של מספר רב של אלקטרודות ותאים של סוללות ליתיום. יחד עם זאת, תכנון סביר של אזור הטמפרטורה וחלוקת מהירות הרוח במנהרה יכול לעמוד בדרישות התהליך של חומרים שונים בשלבי ייבוש שונים.
5、היישום של תנור ייבוש סוללה בייצור סוללת ליתיום
(1) חומר האלקטרודה החיובית יבש
חומר הקתודה הוא חלק חשוב בסוללת הליתיום, והביצועים שלו משפיעים ישירות על צפיפות האנרגיה וחיי המחזור של הסוללה. בתהליך הייצור של חומרי אלקטרודה חיוביים, יש לייבש חומרי גלם כדי להסיר לחות ולכלוכים. לדוגמה, בתהליך הסינתזה של חומרי האנודה של ברזל ליתיום, מכיוון שחומר הגלם עשוי להכיל כמות מסוימת של מים, אם לא מיובשים, מים יובילו לשינויים במבנה הגבישי של החומר במהלך תהליך הסינטרינג בטמפרטורה גבוהה, שישפיעו על הביצועים האלקטרוכימיים של החומר. השימוש בתנור ייבוש ואקום לייבוש חומר האלקטרודה החיובית יכול להבטיח את טוהר ויציבות החומר, ולשפר את איכות חומר האלקטרודה החיובית.
(2) ייבוש חומר האנודה
החומר השלילי רגיש גם ללחות. נוכחות מים תגרום לחומר האלקטרודה השלילי לעורר תגובה צדדית במגע עם האלקטרוליט, לצרוך את מלח הליתיום באלקטרוליט ולהפחית את הקיבולת וחיי המחזור של הסוללה. תנור ייבוש סוללת ליתיום יכול להסיר ביעילות את הלחות בחומר האלקטרודה השלילית כדי להבטיח את איכות חומר האלקטרודה השלילית. לדוגמה, עבור חומרי אנודה של גרפיט קל לספוג מים בתהליך העיבוד כמו ריסוק וגרגירה, ועל ידי ייבוש בתנור הייבוש בוואקום, ניתן להפחית את תכולת הלחות לרמה נמוכה מאוד כדי לעמוד בדרישות של ייצור סוללות ליתיום.
6, כיצד לבחור את תנור ייבוש סוללת הליתיום הנכון
(1) דרישה לייבוש
קודם כל, עלינו לבחור את תנור הייבוש המתאים לסוללת ליתיום בהתאם לצרכי הייבוש שלנו. למשל, סוג, כמות, גודל ודרישות תהליך הייבוש של החומרים אותם יש לייבש. אם מדובר באצווה קטנה, חומר ייבוש רב-זנים, תנור ייבוש ואקום רב-שכבתי עשוי להיות מתאים יותר; לייצור בקנה מידה גדול ורציף של קווי ייצור של סוללות ליתיום, תנור ייבוש ואקום המנהרה מתאים יותר. יחד עם זאת, יש צורך לשקול את רגישות החומר לטמפרטורה ולחות, ולבחור את תנור ייבוש הסוללה שיכול לעמוד בתנאי התהליך המתאימים.
(2) ביצועי ציוד
ביצועי הציוד הם אחד הגורמים המרכזיים בבחירת תנור ייבוש ואקום. יש לשים לב לאחידות הטמפרטורה, דיוק בקרת הלחות, קצב החימום, אפקט מחזור האוורור ומדדי ביצועים אחרים של תנור ייבוש ואקום. לדוגמה, לייבוש של חומרי סוללת ליתיום עם דרישות אחידות בטמפרטורה גבוהה, יש לבחור תנור ייבוש בוואקום עם עיצוב תעלת אוויר טוב ומערכת בקרת טמפרטורה מדויקת על מנת להבטיח שהחומר יתחמם באופן שווה במהלך תהליך הייבוש וכדי למנוע התחממות יתר או ייבוש יתר מקומיים. דיוק בקרת הלחות הוא גם אינדיקטור חשוב, לייצור סוללות ליתיום, בדרך כלל יש צורך לשלוט על הלחות ברמה נמוכה מאוד, לכן יש לבחור בתנור ייבוש עם אפקט הסרת לחות טוב ודיוק בקרת לחות גבוהה.
