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鋰電池極片濕塗層幹燥基本過程

日期:2018-08-10 09:56  瀏覽量:

  鋰電池極片濕塗層幹燥基本過程。鋰電池極片的幹燥過程和塗布過程各自獨立,又相互聯係;塗層的性質,影響到幹燥工藝的設計和操作;塗布速度、塗層的厚度決定幹燥長度;幹燥過程中塗層有流平過程,影響塗層的均勻性。

  因此,塗布在設計過程中能否準確地運用最佳的塗布、幹燥工藝,平衡兩者的關係,最終影響到塗布的綜合技術性能。

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  一、極片幹燥方式

  (1)遠紅外輻射幹燥。用遠紅外發射元件將熱能輻射到幹燥物體表麵,使液體蒸發汽化進行幹燥。特點:其幹燥速度主要取決於輻射溫度,溫度高,幹燥速度快。其優點是設備比較簡單,因此都在比較低擋的塗布機中應用。其缺點是幹燥效率低,幹燥不均勻,容易產生幹燥弊病。

  (2)雙麵送風飄浮幹燥。漂浮幹燥是在幹燥箔材雙麵設置特殊設計的風嘴,送高速噴射的氣流,在空氣流動附壁效應的作用下,垂直作用到幹燥箔材上,在氣流的作用下,幹燥片材呈漂浮狀態進行幹燥。

  (3)常規對流熱風幹燥。對流幹燥是比較傳統的幹燥技術。加熱的幹燥空氣送入烘道,幹燥空氣中的熱能通過空氣的對流傳導到被幹燥物體,使液體蒸發汽化進行幹燥。其優點是設備簡單,其缺點是幹燥效率低,在現代幹燥設備中逐漸被高效熱風衝擊幹燥所取代。

  (4)循環熱風衝擊幹燥。利用空氣噴射流體力學原理發展起來的高效幹燥技術。幹燥空氣通過特殊設計的風嘴,以高速噴射到被幹燥物體表麵,在幹燥物體表麵阻礙幹燥靜止空氣層在衝擊作用下被破壞,從而加快了幹燥過程,使幹燥效率大大提高。 循環熱風衝擊幹燥的特點是:幹燥速度和溫度有關,而且和幹燥風量有關。可以通過部分循環幹燥空氣送風加大風量提高幹燥速度,大大提高幹燥空氣的熱量的利用,因此循環熱風衝擊幹燥具有高效節能的特點。另外用增大送風量來提高幹燥速度,可以避免采用高溫幹燥可能產生的龜裂幹燥弊病。

  (5)過熱水蒸氣幹燥。過熱蒸氣是將液體加熱到使其全部蒸發的飽和蒸氣後,再繼續加熱而獲得的蒸氣。過熱蒸汽幹燥是幹燥介質直接與濕塗層接觸,其熱量主要以對流方式傳入物料,幹燥析出的溶劑被幹燥介質帶走的一種新興的幹燥方式。在幹燥過程中,過熱蒸汽作為幹燥介經過物料表麵,熱量傳給濕塗層,塗層表麵的自由溶劑受熱汽化,從而造成物料表麵與內部濕分濃度的差異。在這一差異下,內部濕分就由液態或氣態的形式向表麵擴散,氣化的水蒸汽由過熱蒸汽氣流帶走。其優點是可以利用蒸汽的潛熱,熱效率高,可達到節約能源的效果,過熱蒸汽幹燥要比熱風幹燥的傳熱係數大。

  (6)微波幹燥。微波幹燥是利用頻率為915-2450MHZ的微波能量使物料發熱升溫,從而蒸發水分進行幹燥的方法。微波幹燥不同於傳統的幹燥方式,其熱傳導的方向與水分擴散的方向相同。與傳統幹燥方法相比,微波幹燥具有幹燥速率快、節能環保、生產效率高、清潔生產、幹燥效果優良、易於實現自動化操作及控製以及可以提高產品質量等優點。

  二、幹燥的基本原理

  幹燥:用加熱的方法使水分或其它溶劑汽化,並將產生的蒸氣排除,藉此來除去固體物料中濕分的操作。

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  水分在物料表麵氣化,在表麵附近存在一層氣膜,在氣膜內水蒸氣分壓等於物料中水分的蒸氣壓,水分在氣相中的傳質驅動力為此氣膜蒸氣壓與氣相主體中水蒸氣分壓之差。同時,熱空氣對物料加熱升溫,將熱量傳遞給濕物料,驅動力是熱空氣與物料的溫度梯度;對對流幹燥,由於介質的不斷流動,帶走氣化的水分,從而形成分壓差。

  幹燥過程得以進行的必要條件:是被幹燥物料中的水分所產生的水蒸氣分壓大於熱空氣中水蒸氣分壓。若二者相等,表示蒸發達到平衡,幹燥停止;若熱空氣中水蒸氣分壓大,物料反而吸水。

  三、物料的幹燥過程是屬於傳熱和傳質相結合的過程:

  (1)熱空氣對物料加熱升溫;

  (2)物料表麵液體的蒸發汽化過程;

  (3)內部液體通過孔隙擴散到表麵的過程。

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