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              鋰電池極片濕涂層干燥基本過程

              2020-04-24

                    鋰電池極片濕涂層干燥基本過程。鋰電池極片的干燥過程和涂布過程各自獨立,又相互聯系;涂層的性質,影響到干燥工藝的設計和操作;涂布速度、涂層的厚度決定干燥長度;干燥過程中涂層有流平過程,影響涂層的均勻性。

                因此,涂布在設計過程中能否準確地運用最佳的涂布、干燥工藝,平衡兩者的關系,最終影響到涂布的綜合技術性能。

                      一、極片干燥方式

                (1)遠紅外輻射干燥。用遠紅外發射元件將熱能輻射到干燥物體表面,使液體蒸發汽化進行干燥。特點:其干燥速度主要取決于輻射溫度,溫度高,干燥速度快。其優點是設備比較簡單,因此都在比較低擋的涂布機中應用。其缺點是干燥效率低,干燥不均勻,容易產生干燥弊病。

                (2)雙面送風飄浮干燥。漂浮干燥是在干燥箔材雙面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,垂直作用到干燥箔材上,在氣流的作用下,干燥片材呈漂浮狀態進行干燥。

                (3)常規對流熱風干燥。對流干燥是比較傳統的干燥技術。加熱的干燥空氣送入烘道,干燥空氣中的熱能通過空氣的對流傳導到被干燥物體,使液體蒸發汽化進行干燥。其優點是設備簡單,其缺點是干燥效率低,在現代干燥設備中逐漸被高效熱風沖擊干燥所取代。

                (4)循環熱風沖擊干燥。利用空氣噴射流體力學原理發展起來的高效干燥技術。干燥空氣通過特殊設計的風嘴,以高速噴射到被干燥物體表面,在干燥物體表面阻礙干燥靜止空氣層在沖擊作用下被破壞,從而加快了干燥過程,使干燥效率大大提高。 循環熱風沖擊干燥的特點是:干燥速度和溫度有關,而且和干燥風量有關??梢酝ㄟ^部分循環干燥空氣送風加大風量提高干燥速度,大大提高干燥空氣的熱量的利用,因此循環熱風沖擊干燥具有高效節能的特點。另外用增大送風量來提高干燥速度,可以避免采用高溫干燥可能產生的龜裂干燥弊病。

                (5)過熱水蒸氣干燥。過熱蒸氣是將液體加熱到使其全部蒸發的飽和蒸氣后,再繼續加熱而獲得的蒸氣。過熱蒸汽干燥是干燥介質直接與濕涂層接觸,其熱量主要以對流方式傳入物料,干燥析出的溶劑被干燥介質帶走的一種新興的干燥方式。在干燥過程中,過熱蒸汽作為干燥介經過物料表面,熱量傳給濕涂層,涂層表面的自由溶劑受熱汽化,從而造成物料表面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面擴散,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,過熱蒸汽干燥要比熱風干燥的傳熱系數大。

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

                二、干燥的基本原理

                干燥:用加熱的方法使水分或其它溶劑汽化,并將產生的蒸氣排除,藉此來除去固體物料中濕分的操作。水分在物料表面氣化,在表面附近存在一層氣膜,在氣膜內水蒸氣分壓等于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;對對流干燥,由于介質的不斷流動,帶走氣化的水分,從而形成分壓差。

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

                三、物料的干燥過程是屬于傳熱和傳質相結合的過程:

                (1)熱空氣對物料加熱升溫;

                (2)物料表面液體的蒸發汽化過程;

                (3)內部液體通過孔隙擴散到表面的過程。

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