电池的制造过程对于湿气非常敏感。这种挑战性的生产环境需要配备一种性能可靠,并对可能存在于空气中的过程副产品具有很强耐受性的水蒸气探测仪。
在锂电池的制造过程中,对干燥空气的处理极为重要,主要有以下三个原因:首先,防止可能引起火灾和爆炸等不必要的化学反应;第二,防止出现产品质量问题;第三,掌握并控制与干燥大量空气相关的成本。锂电池的制造过程是在干燥的房间或手套箱中进行的,必须对其局部小环境进行控制以保持良好的生产工况。工艺过程环境的典型露点温度范围为- 5 0℃到- 4 0℃之间。露点来表示这个级别的水蒸气浓度,因为相应的相对湿度值小于1 %。大部分用来测量相对湿度的仪表,即使它们将显示值和输出值转换成露点温度,依然缺乏在这个级别有意义的测量所必须的分辨率和精度。例如,当露点温度为
- 5 0℃时,5 ℃变成- 4 5℃表示对应的相对湿度变化仅仅为0 .1 % ,这个数值都很难与噪音区别开来。
露点传感器的理想安装地点露点仪可按多种使用方式来实现上述目标。通过测量露点可以监测并控制空
气干燥机。有时还可以通过露点指令开关功能来改进干燥机的性能,并减少能量消耗。露点仪也可以安装在供气管路上各个流程的进口处,可直接安装或通过采样室/球阀进行安装。这些仪器能够迅速发现问题,并帮助判断问题是局部的还是更具普遍性的。露点仪也可以安装在一般工作区域,用于环境监测。
污染问题
露点传感器在生产环境中可能受到工艺过程中使用的电解液蒸发的化学物的污染。典型锂电池中的电解液可能由各种锂盐组成,例如有机溶剂内的LiPF6,LiBF4或者LiClO 4,这些有机溶剂通常是碳酸乙烯酯(EC),二甲基碳酸盐(DMC)或碳酸甲乙酯(M EC)。所有这些溶剂都可能损坏露点传感器。如果电解液是LiPF6,它以Li+和P F 6-离子的形式出现。在环境中与H2O反应将会生成一种强酸,会腐蚀阴极和阳极之间的隔离膜,增加了短路或起火的危险。它还可以降低露点传感器的性能。成分不同的电池都面临着类似的挑战。
露点测量解决方案
露点测量的常用解决方案包括冷镜式露点仪,氧化铝或硅传感器,以及聚合物湿度传感器。每种仪器各有优缺点。冷镜式露点仪采用光学反射来探测反射面(镜面)上的冷凝温度。这类仪器在实验室条件下非常,但是,当含有溶剂的样气在镜面产生冷凝时,则会产生一种称为拉尔效应(Raoult)的测量误差。强酸或强酸基也可能损伤镜面。氧化铝和二氧化硅传感器可以测量极低的露点温度。由于任何气体都会造成传感器的连续氧化并导致测量误差,因此必须仔细监测这些仪器的校准。聚合物传感器可以配制成能抵抗多种化学污染物。令人遗憾的是,大多数聚合物传感器不能在相对湿度百分之几的范围内工作,因此不适用于露点低于- 2 0 ℃ 的条件。维萨拉可提供一种化学耐受性强的高聚合物露点传感器,它可以主动动作以实现长期的可靠性,同时其测量偏差也小。这种维萨拉D R Y C A P ® 传感器
采用A U T O C A L 软件来监测传感器的准确度,并在必要时进行调节。可手动或自动激活传感器净化功能以便清除传感器上累积的化学污染物。没有任何单独一种露点传感器技术适合于全部应用领域。但是,维萨拉DRYCAP®技术已经在各种应用领域中久经考验和证明,包括长达十年的干燥室监测。维萨拉DRYCA P ®仪表可作为低成本的变送器或全配置现场仪表使用。它们易于安装和操作。所有维萨拉DRYCA P ®露点仪都配备符合I S O 或N P T 标准螺纹的探头。维萨拉的采样室有多种螺纹接头可选,可与多种管接头匹配,或配备焊接压合接头与6 m m 或1 /4 "的管子匹配。通过球阀可以在不停工的情况下安装或拆卸露点探头。
锂电池三层真空烤箱
一、概述:豪恩系列电池真空烘箱适用于电子产品生产过程的脱泡、脱水、硬化和洗净处理后的干燥等真空状态下的热处理,在LED光电元件、锂电池、晶振和电池极片等电子行业享有很高的声誉。
二、设备在电池行业应用:由于锂电池内部要严格控制水分含量,水分对锂电池的性能影响很大,包括电压、内阻、自放电等指标。水分含量过高会导致产品报废、品质下降,甚至产品爆炸。因此在锂电的多个生产工序中分别要对正负极片、电芯和电池进行多次真空烘烤,以尽可能去除其中的水分
三、设备工作原理:
3.1沸点随着气压的下降而降低。水的沸点在负压下显著降低,在气压降至-0.089Mpa时,理论沸点可以降至至45℃。在负压环境下,水分更易于气化。
3.2锂电专用烘箱在常压下加热一段时间后电池或极片中的水分转化为水蒸气;水分蒸发后抽真空可以将水蒸气抽出;充氮气破真空,保持干燥环境。实际的烘烤过程中根据不同的工艺以上三个步骤先后各不相同,一般都要多次循环。
四、三箱式真空烘箱优势与特点:对开门真空烘箱,一般是三层,可以镶在干燥车间和注液车间之间的墙上。干燥车间将物料放入烘箱,完成烘烤后可以直接从注液车间一侧取出,注液。提高了流转效率,更重要的是避免了从真空烘箱取出物料运送至另一个车间中环节中水分再次浸入的可能性。
五、主要技术参数:
规格型号 | HE-146-3 |
温度范围 | 室温+20℃~200℃ |
升温速率 | 升至zuì高温度不大于120分钟 |
控温精度 | ±1℃ |
温度均匀度 | ±5℃ |
真空度 | 133Pa(显示真空度为负值,指针式),真空度可调 |
工作室尺寸 | 宽650×高300×深750(MM)×3层(每层独立控制) |
工作室材质 | SUS 304#不锈钢(厚度5.0mm) |
外箱材质 | SECC钢板,精粉体烤漆处理(厚度1.5mm) |
箱体底部 | 安装有万向轮及固定脚杯 |
密封材料为 | 耐高温硅胶 |
保温材料 | 采用纤维岩棉,保温性能好 |
可视窗口 | 钢化玻璃贴防爆膜 |
计时器 | 三位显示999(H小时、M分钟、S秒可切换) |
加热装置 | 特制瓷套式电热器加热(采用间接式加热) |
温度控制 | 输入:CAK型,SSR(SCR)接点方式输出,度特加,自动PID控制 |
安全装置 | 超温防止保护装置、短路过电流、欠相保护 |
外形尺寸约 | 宽1250×高1600×深1050(MM) |
使用电源 | AC 三相 五线 380V 50/60HZ |
总功率约 | 13.5KW |
选购件 | 真空泵、支物架、程式温控表 |
注 | 真空烘烤可以有效排水及防氧化,传统的烤箱使用油式旋片泵会可解决上面的问题但会有油污染,方法是用干式真空泵 |
注:3个工作室独立工作,独立加热,3套温控系统,即可单独工作,也可同时工作。电磁阀控制真空开关,停电时真空密封良好。各腔体可单独抽真空,单独加氮气,互不干扰。 |
真空烘烤的目的
1. 锂电池电解液是不含水分子的有机物,水的存在对电池有极大危害,会引起电池发热和爆炸,因此在电池注液和封口前一定要经过真空烘烤,这是必须地,目的是除水。
2. 至于为什么是真空,因为水的沸点在负压下显著降低,在-0.089Mpa时的理论沸点低至45℃,这显然后利于除水,
同时,水杯气化之后会迅速沿真空管道逸散,当温度降低时不会在烤箱内重新凝结。我曾在设计烤箱的过程中遇到一种情况,那就是长时间烘烤之后,取出电池时发现烤箱门内壁大量积水珠,后发现是真空管道阻塞,负压不够,后经更换管道后恢复正常。
真空干燥箱和一般的烘箱区别
真空箱:是在负压下工作,氧含量少,可以减少或杜绝氧化反应。
负压下溶剂的沸点降低,避免高温干燥损坏物料品质。
若溶剂为有害或有价值的气体可以冷凝回收。
缺点:温度均与性不好控制,如需控制均与性必须做多层层板且独立加热。也有真空箱体带风机,先真空再充氮气的加热的。这样可以减少氧化,且通过鼓风保证均匀性。但是没有办法降低溶剂沸点。
一般烘箱:是通过电加热再加鼓风,用热空气换热使物料干燥。通常较真空干燥比造价低,运行成本低。
真空烘箱的真空泵选择注意事项
1、根据空间的大小选择合适的真空泵(1000升的真空箱内部尺寸)
2、抽气速度,建议在2-3分钟内达到自己所需要的真空度(注意真空泵的极限真空)
3、选择真空泵的时候还有要注意,自己箱内的温度和所需要烘干物料的特点(是不是易燃易爆的或者腐蚀性强的、等等)