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锂电池电芯真空烘烤过程超强指导研究
锂电池电芯真空烘烤过程超强指导研究
  • 发布时间:2020-11-18 16:54

锂电池电芯真空烘烤过程超强指导研究

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在电芯烘烤的负压环境之中,电芯盛放在烘烤箱内架体上,通过充入惰性气体进行烘烤干燥处理。


一、导读


在锂离子电池生产过程中,将正负极片辊压绕卷再放入电池盒之后,须对锂电池电芯极组进行烘烤干燥。众所周知,水分对锂电池的性能影响是最大的,需要注液前在装配车间将锂离子电池电芯内部的水分去除,以免影响锂电池质量。


在电芯烘烤的负压环境之中,电芯盛放在烘烤箱内架体上,通过充入惰性气体进行烘烤干燥处理。然而在实际烘烤过程中由于电芯内部的温度与水分变化过程并不可见,导致了烘烤箱内部环境与烘烤时间的盲目性,便直接影响了电池质量,这种影响是电芯注液与最终的电池烘烤等后期工艺挽回不了的。


因此对电芯在烘烤时电芯内部的温度变化与水分蒸发的研究十分有必要。待烘烤电芯只有上端供有注电解液的开口,水分几乎也是通过电芯上端蒸发去除,电芯暴露于传热辐射和惰性气体的对流传导,传热到电芯过程中,一方面用于提高电芯温度另一方面用于电芯内自由水蒸发。


二、电芯烘烤热传导理论分析


在烘烤过程中,热源在烘烤箱上端,电芯与烤箱上下夹板之间留有一定间隙,用于保证电芯拥有合适的烘烤温度,也利于蒸发的水分通过间隙扩散出烤箱以外。


三、电芯水分蒸发机理研究


水份的蒸发过程中,浓度梯度的作用效果对干燥的影响不仅只发生在表面,对内部依然具有相同影响。


四、结论


电芯在注液前的真空烘烤去除水分过程十分重要,电芯内部的温度变化与水分含量可分别通过傅里叶热传导定律与菲克定律研究分析得到,对电芯实际烘烤过程研究与烘烤工艺提升均具有指导意义。


针对指定尺寸锂电池电芯,温度变化从电芯表面至底层随着时间均均匀升高,在95min左右整个电芯达到烘烤指定温度;电芯含水分变化则不同,烘烤开始时电芯表面水分去除最快,在中后期含水量随平稳但是并未达到指定低的含水量,其原因为电芯中部与底部的水分均从表面散发出去,电芯底部则在烘烤中后期水分去除达到最大值,在烘烤最后整个电芯达到标准含水量。


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