1. Was ist Lithium?Batterie-Trockenofen
Ein Trockenofen für Lithiumbatterien ist ein Gerät, das speziell zum Trocknen von Materialien, Elektroden, Zellen usw. im Produktionsprozess von Lithiumbatterien entwickelt wurde. Sein Hauptzweck besteht darin, Feuchtigkeit aus dem Material zu entfernen, um die Produktionsqualität und Leistung von Lithiumbatterien sicherzustellen. Da die Lithiumbatterie äußerst wasserempfindlich ist, kann selbst das Vorhandensein sehr kleiner Wassermengen eine Reihe von nachteiligen Reaktionen im Inneren der Batterie verursachen, wie z. B. Elektrolytzersetzung, Elektrodenkorrosion usw., die die Kapazität, Lebensdauer und Sicherheit der Batterie ernsthaft beeinträchtigen. Daher steht die Leistung des Trockenofens für Lithiumbatterien in direktem Zusammenhang mit der Qualität und Stabilität von Lithiumbatterieprodukten.
2. Funktionsprinzip des Trockenofens für Lithiumbatterien
Trockenöfen für Lithiumbatterien verwenden normalerweise das Prinzip einer Kombination aus Wärmeübertragungsmethoden wie Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung, um das Trocknen des Materials zu erreichen. In der Box wird die Luft durch das Heizelement erwärmt, die heiße Luft bildet unter der Wirkung des Ventilators einen zirkulierenden Luftstrom, und das Material steht in vollem Kontakt mit der Wärmeübertragung auf das Material, sodass das Wasser im Material zu Wasserdampf verdunstet. Gleichzeitig ist die Box mit einem speziellen Entfeuchtungssystem ausgestattet, das die wasserdampfhaltige Luft entfeuchten, die Luftfeuchtigkeit in der Box reduzieren und einen kontinuierlichen Trocknungsprozess sicherstellen kann. Gängige Entfeuchtungsmethoden sind Gefriertrocknung und Adsorptionsentfeuchtung. Verschiedene Batterietrockenöfen wählen je nach tatsächlichem Bedarf geeignete Entfeuchtungstechnologien aus. Beispielsweise wird bei der Kälteentfeuchtung ein Kühlsystem verwendet, um die Luft unter die Taupunkttemperatur abzukühlen, sodass Wasserdampf zu Wassertröpfchen kondensiert und austritt, wodurch die Luftfeuchtigkeit reduziert wird; Bei der Adsorptionsentfeuchtung wird die Entfeuchtung durch die Adsorption von Wasserdampf durch ein Adsorptionsmittel erreicht. Als Adsorptionsmittel werden üblicherweise Kieselgel, Molekularsieb und andere Materialien mit großer spezifischer Oberfläche und starker Adsorptionskapazität verwendet.
3. Strukturmerkmale eines Trockenofens für Lithiumbatterien
(1) Kastendesign
Die Box des Trockenofens für Lithiumbatterien besteht im Allgemeinen aus hochfesten, korrosionsbeständigen Materialien wie Edelstahl. Dieses Material kann die Verformung und Korrosion der Box in rauen Umgebungen wie hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit wirksam verhindern und so den langfristig stabilen Betrieb des Geräts gewährleisten. Gleichzeitig weist die Box eine gute Wärmedämmleistung auf. Normalerweise werden mehrschichtige Isoliermaterialien verwendet, um die Wärme zu bewahren, den Wärmeverlust zu verringern und die Energieeffizienz zu verbessern. Beispielsweise verwenden einige hochwertige Vakuumtrockenöfen Vakuumisolierplatten (VIP) als Isoliermaterial, die eine extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisen und den Wärmeverlust der Box erheblich reduzieren können.
(2) Heizungsanlage
Das Heizsystem ist eine der Kernkomponenten des Trockenofens für Lithiumbatterien. Es besteht im Allgemeinen aus Heizelementen, Temperaturreglern und Heizreglern. Das Heizelement verwendet normalerweise Widerstandsdrähte, Infrarot-Heizrohre usw., die elektrische Energie schnell in Wärmeenergie umwandeln können, um die für den Trocknungsprozess erforderliche Wärme bereitzustellen. Der Thermostat wird verwendet, um die Temperatur in der Box in Echtzeit zu überwachen und das Temperatursignal an den Heizregler zurückzusenden. Der Heizregler passt die Leistung des Heizelements automatisch entsprechend dem voreingestellten Temperaturwert an, sodass die Temperatur in der Box in einem stabilen Bereich gehalten wird.
(3) Belüftungs- und Zirkulationssystem
Das Belüftungs- und Zirkulationssystem spielt eine Schlüsselrolle bei der Gewährleistung einer gleichmäßigen Temperatur und einer effizienten Trocknung in der Box. Der Ventilator bläst die erwärmte Luft gleichmäßig in alle Ecken der Box, sodass das Material vollständig mit der heißen Luft in Kontakt kommt und schnell trocknet. Gleichzeitig kann das Belüftungssystem auch die Feuchtigkeit in der Box rechtzeitig abführen, um eine trockene Umgebung aufrechtzuerhalten. Um die Temperaturgleichmäßigkeit weiter zu verbessern, verwenden einige Vakuumtrockenöfen spezielle Strukturen im Luftkanaldesign, wie z. B. Umlenkplatten, Deflektoren usw., damit die heiße Luft gleichmäßiger in der Box verteilt werden kann.
4. Art des Batterie-Vakuum-Trockenofens
(1) Vakuumtrockenschrank
Vakuumtrockenschrankist ein Trocknungsgerät in einer Vakuumumgebung. Es reduziert den Luftdruck in der Box durch Absaugen, sodass das Wasser im Material bei niedrigeren Temperaturen schnell verdunsten kann, wodurch ein schnelles Trocknen erreicht wird. Vakuumtrockenöfen eignen sich zum Trocknen temperaturempfindlicher Lithiumbatteriematerialien und Halbzeuge, wodurch die Auswirkungen hoher Temperaturen auf die Materialleistung wirksam vermieden werden können. Beispielsweise kann bei einigen Elektrodenmaterialien, die organische Komponenten enthalten, die Verwendung eines Vakuumtrockenofens Wasser bei niedrigeren Temperaturen entfernen, um die Zersetzung und Oxidation organischer Komponenten zu verhindern.
(2) Heißluft-Umluft-Trockenofen
Der Heißluftzirkulations-Vakuum-Trockenofen ist die häufigste Art von Lithiumbatterie-Trockenofen. Er nutzt die Zirkulation heißer Luft, um Wärme zu übertragen und das Material zu trocknen. Die Heißluftzirkulations-Trockenbox hat die Vorteile einer einfachen Struktur, bequemen Bedienung und hohen Trocknungseffizienz und eignet sich zum Trocknen verschiedener Lithiumbatteriematerialien und Halbzeuge. In der tatsächlichen Produktion können Sie je nach Materialeigenschaften und Trocknungsanforderungen verschiedene Heißluftzirkulationsmethoden wählen, z. B. horizontale Zirkulation oder vertikale Zirkulation.
(3) Tunneltrockenofen
Der Tunnel-Vakuum-Trockenofen wird hauptsächlich für die kontinuierliche Produktion von Lithiumbatterie-Produktionslinien verwendet. Er verfügt über eine lange tunnelartige Box, und das Material wird in der Box kontinuierlich durch das Förderband bewegt und während der Bewegung durch heiße Luft getrocknet. Der Tunnel-Vakuum-Trockenofen kann groß angelegte und hocheffiziente Trocknungsvorgänge durchführen und eignet sich für die kontinuierliche Trocknung einer großen Anzahl von Lithiumbatterieelektroden und -zellen. Gleichzeitig kann eine vernünftige Gestaltung der Temperaturzone und der Windgeschwindigkeitsverteilung im Tunnel die Prozessanforderungen verschiedener Materialien in verschiedenen Trocknungsstufen erfüllen.
5. Anwendung eines Batterie-Trockenofens bei der Herstellung von Lithiumbatterien
(1) Das positive Elektrodenmaterial ist trocken
Das Kathodenmaterial ist ein wichtiger Bestandteil der Lithiumbatterie und seine Leistung wirkt sich direkt auf die Energiedichte und die Lebensdauer der Batterie aus. Im Produktionsprozess von positiven Elektrodenmaterialien müssen die Rohstoffe getrocknet werden, um Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu entfernen. Beispielsweise kann beim Syntheseprozess von Lithiumeisenphosphat-Anodenmaterialien das Rohmaterial eine bestimmte Menge Wasser enthalten. Wenn es nicht getrocknet wird, führt dies während des Hochtemperatur-Sinterprozesses zu Veränderungen der Kristallstruktur des Materials, was die elektrochemische Leistung des Materials beeinträchtigt. Die Verwendung eines Vakuumtrockenofens zum Trocknen des positiven Elektrodenmaterials kann die Reinheit und Stabilität des Materials gewährleisten und die Qualität des positiven Elektrodenmaterials verbessern.
(2) Trocknen des Anodenmaterials
Das negative Material ist außerdem feuchtigkeitsempfindlich. Das Vorhandensein von Wasser führt dazu, dass das negative Elektrodenmaterial bei Kontakt mit dem Elektrolyt eine Nebenreaktion zeigt, das Lithiumsalz im Elektrolyt verbraucht und die Kapazität und Lebensdauer der Batterie verringert. Ein Trockenofen für Lithiumbatterien kann die Feuchtigkeit im negativen Elektrodenmaterial effektiv entfernen, um die Qualität des negativen Elektrodenmaterials sicherzustellen. Beispielsweise absorbiert Graphitanodenmaterial während des Verarbeitungsprozesses wie Zerkleinern und Granulieren leicht Wasser. Durch Trocknen im Vakuumtrockenofen kann der Feuchtigkeitsgehalt auf ein sehr niedriges Niveau gesenkt werden, um die Anforderungen der Lithiumbatterieproduktion zu erfüllen.
6. So wählen Sie den richtigen Trockenofen für Lithiumbatterien aus
(1) Trocknungsbedarf
Zunächst müssen wir den geeigneten Trockenofen für Lithiumbatterien entsprechend unseren eigenen Trocknungsanforderungen auswählen. Zum Beispiel Art, Menge, Größe und Anforderungen an den Trocknungsprozess der zu trocknenden Materialien. Wenn es sich um eine kleine Charge handelt, bei der verschiedene Materialien getrocknet werden müssen, ist ein mehrschichtiger Vakuumtrockenofen möglicherweise besser geeignet. Für die groß angelegte, kontinuierliche Produktion von Lithiumbatterie-Produktionslinien ist der Tunnel-Vakuumtrockenofen besser geeignet. Gleichzeitig muss die Empfindlichkeit des Materials gegenüber Temperatur und Feuchtigkeit berücksichtigt und der Batterietrockenofen ausgewählt werden, der die entsprechenden Prozessbedingungen erfüllen kann.
(2) Leistung der Ausrüstung
Die Leistung der Geräte ist einer der Schlüsselfaktoren bei der Auswahl eines Vakuumtrockenofens. Es ist notwendig, auf die Temperaturgleichmäßigkeit, die Genauigkeit der Feuchtigkeitsregelung, die Heizrate, den Belüftungszykluseffekt und andere Leistungsindikatoren des Vakuumtrockenofens zu achten. Beispielsweise sollte für das Trocknen von Lithiumbatteriematerialien mit hohen Anforderungen an die Temperaturgleichmäßigkeit ein Vakuumtrockenofen mit einem guten Luftkanaldesign und einem hochpräzisen Temperaturkontrollsystem ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass das Material während des Trocknungsprozesses gleichmäßig erhitzt wird und um eine lokale Überhitzung oder Übertrocknung zu vermeiden. Die Genauigkeit der Feuchtigkeitsregelung ist ebenfalls ein wichtiger Indikator. Für die Herstellung von Lithiumbatterien ist es normalerweise erforderlich, die Feuchtigkeit auf einem sehr niedrigen Niveau zu regeln. Wählen Sie daher einen Trockenofen mit guter Entfeuchtungswirkung und hoher Genauigkeit der Feuchtigkeitsregelung.
