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锂电池极片湿涂层干燥基本过程

2020-04-24 16:50:36

      锂电池极片湿涂层干燥基本过程。锂电池极片的干燥过程和涂布过程各自独立,又相互联系;涂层的性质,影响到干燥工艺的设计和操作;涂布速度、涂层的厚度决定干燥长度;干燥过程中涂层有流平过程,影响涂层的均匀性。

  因此,涂布在设计过程中能否准确地运用最佳的涂布、干燥工艺,平衡两者的关系,最终影响到涂布的综合技术性能。

        一、极片干燥方式

  (1)远红外辐射干燥。用远红外发射元件将热能辐射到干燥物体表面,使液体蒸发汽化进行干燥。特点:其干燥速度主要取决于辐射温度,温度高,干燥速度快。其优点是设备比较简单,因此都在比较低挡的涂布机中应用。其缺点是干燥效率低,干燥不均匀,容易产生干燥弊病。

  (2)双面送风飘浮干燥。漂浮干燥是在干燥箔材双面设置特殊设计的风嘴,送高速喷射的气流,在空气流动附壁效应的作用下,垂直作用到干燥箔材上,在气流的作用下,干燥片材呈漂浮状态进行干燥。

  (3)常规对流热风干燥。对流干燥是比较传统的干燥技术。加热的干燥空气送入烘道,干燥空气中的热能通过空气的对流传导到被干燥物体,使液体蒸发汽化进行干燥。其优点是设备简单,其缺点是干燥效率低,在现代干燥设备中逐渐被高效热风冲击干燥所取代。

  (4)循环热风冲击干燥。利用空气喷射流体力学原理发展起来的高效干燥技术。干燥空气通过特殊设计的风嘴,以高速喷射到被干燥物体表面,在干燥物体表面阻碍干燥静止空气层在冲击作用下被破坏,从而加快了干燥过程,使干燥效率大大提高。 循环热风冲击干燥的特点是:干燥速度和温度有关,而且和干燥风量有关。可以通过部分循环干燥空气送风加大风量提高干燥速度,大大提高干燥空气的热量的利用,因此循环热风冲击干燥具有高效节能的特点。另外用增大送风量来提高干燥速度,可以避免采用高温干燥可能产生的龟裂干燥弊病。

  (5)过热水蒸气干燥。过热蒸气是将液体加热到使其全部蒸发的饱和蒸气后,再继续加热而获得的蒸气。过热蒸汽干燥是干燥介质直接与湿涂层接触,其热量主要以对流方式传入物料,干燥析出的溶剂被干燥介质带走的一种新兴的干燥方式。在干燥过程中,过热蒸汽作为干燥介经过物料表面,热量传给湿涂层,涂层表面的自由溶剂受热汽化,从而造成物料表面与内部湿分浓度的差异。在这一差异下,内部湿分就由液态或气态的形式向表面扩散,气化的水蒸汽由过热蒸汽气流带走。其优点是可以利用蒸汽的潜热,热效率高,可达到节约能源的效果,过热蒸汽干燥要比热风干燥的传热系数大。

  (6)微波干燥。微波干燥是利用频率为915-2450MHZ的微波能量使物料发热升温,从而蒸发水分进行干燥的方法。微波干燥不同于传统的干燥方式,其热传导的方向与水分扩散的方向相同。与传统干燥方法相比,微波干燥具有干燥速率快、节能环保、生产效率高、清洁生产、干燥效果优良、易于实现自动化操作及控制以及可以提高产品质量等优点。

  二、干燥的基本原理

  干燥:用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,并将产生的蒸气排除,藉此来除去固体物料中湿分的操作。水分在物料表面气化,在表面附近存在一层气膜,在气膜内水蒸气分压等于物料中水分的蒸气压,水分在气相中的传质驱动力为此气膜蒸气压与气相主体中水蒸气分压之差。同时,热空气对物料加热升温,将热量传递给湿物料,驱动力是热空气与物料的温度梯度;对对流干燥,由于介质的不断流动,带走气化的水分,从而形成分压差。

  干燥过程得以进行的必要条件:是被干燥物料中的水分所产生的水蒸气分压大于热空气中水蒸气分压。若二者相等,表示蒸发达到平衡,干燥停止;若热空气中水蒸气分压大,物料反而吸水。

  三、物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程:

  (1)热空气对物料加热升温;

  (2)物料表面液体的蒸发汽化过程;

  (3)内部液体通过孔隙扩散到表面的过程。

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