锂电真空烘箱工作原理

在负压环境，水的沸点显著降低，当气压为0.01bar，即1000Pa时，沸点低于7℃。当气压降低温度升高时，水分气化将更加迅速和彻底。

锂电真空烘箱，就是将锂电池物料处于负压、高温环境中，加快水分气化，实现物料快速干燥的设备。

水分对锂电池性能的影响是多方面的，包括安全性、一致性、容量、电压、内阻、功率、内压、寿命等指标。水分过高会导致品质下降、鼓胀、自燃、甚至爆炸等后果。尤其是对整个电池组一致性和安全性要求更高的动力电池来说，超标的水分更是不可接受的。

因此，锂电池生产厂商会在产线的多个控水点上采用真空干燥工艺，尽可能地降低电池中的水分含量。

按控水点划分，锂电池产线的真空干燥包括：

² 正负极材料真空干燥

² 极片卷真空干燥

² 极片真空干燥

² 封装前电芯真空干燥

² 注液前电芯真空干燥

按外形划分： 单层、多层、对开门、隧道式。

按自动化程度划分：手动、半自动、全自动。

按专用性划分： 电池材料专用、极片专用、电芯专用、通用。

按加热方式划分： 运风式加热、接触式加热、辐射式加热。

按配置划分： 需要干燥房、无需干燥房。

按趋势划分： 传统单体真空烘箱、全新隧道式全自动真空干燥系统。

a) 传统单体真空烘箱

在常压下加热一段时间，使物料整体升温到设定温度，同时物料中的部分水分转化为水蒸气；水分蒸发到一定程度后，真空泵开始工作，抽湿、抽真空；充氮气破真空，保持干燥环境。

在实际的烘烤过程中，根据不同的工艺，以上三个步骤先后各有不同，一般都要多次循环。

b) 全新隧道式全自动真空干燥系统

将隧道划分为连续的三个独立功能段：预热段、真空干燥段、降温段，载着物料的货架车自动步进式通过隧道，实现对物料的预热、真空干燥、降温，出隧道时即完成干燥，可以直接进入下一道工序。

具有自动化、高品质、低能耗的显著优势，保证了多批次产品的高度一致性。是锂电池大规模自动化生产的必然趋势。

1、传统单体真空干燥工艺特点

a) 全程需要在干燥房内；

b) 人工多次干预，不同批次人为“二次污染”较多；

c) 适用于实验室或小批量生产。

2、全新隧道式全自动真空干燥工艺特点

a) 不需要干燥房；

b) 全程自动化，智能化控制，无需人工干预；

c) 各功能段专业、高效；

d) 多批次产品高度一致性。

在锂电池行业应用最为广泛的有三层真空烘箱、单层真空烘箱、对开门真空烘箱、四门圆仓真空烘箱等规格，其中三层真空烘箱（665mm宽×310mm高×750mm深×3层）使用最为广泛。可以用来烘烤分切后的极片、电芯和注液前的电池。

四门圆仓真空烘箱（φ450mm、φ550mm、φ600mm、φ650mm），也有单门圆仓真空烘箱、六门圆仓真空烘箱等型号。圆仓真空烘箱可以用来烘烤涂布完的整卷极片，此类烘箱的烘烤可以辊压和分切之前显著降低整卷极片中的水分，在动力电池生产过程中已经开始逐渐推广。。

对开门真空烘箱，一般是三层，可以镶在干燥车间和注液车间之间的墙上。干燥车间将物料放入烘箱，完成烘烤后可以直接充主页车间一侧取出，注液。提高了流转效率，更重要的是避免了从真空烘箱取出物料运送至另一个车间中环节中水分再次浸入的可能性。

全自动真空烘箱，以上的规格在生产使用中都有手动型和自动（程控）型，手动型可以通过按钮进行加热、抽真空、充氮气，加热计时等功能；自动型可以根据具体工艺编制烘烤程序设定烘烤时间、温度，自动循环次数等参数，全程无人值守，程序完成自动停机。

磁悬浮双循环真空烘箱是真空烘箱领域的换代产品，采用独立研发磁悬浮动力系统，完美解决了传统技术中的磨损严重、真空泄露、风机损坏等常见问题，提供一个全封闭、无阻力零泄漏的真空烘箱环境。在节能和效率方面有明显提高，较传统真空烘箱节能30%以上。2100433B

由于锂电池内部要严格控制水分含量，水分对锂电池的性能影响很大，包括电压、内阻、自放电等指标。水分含量过高会导致产品报废、品质下降，甚至产品爆炸。因此在锂电的多个生产工序中分别要对正负极片、电芯和电池进行多次真空烘烤，以尽可能去除其中的水分。

沸点随着气压的下降而降低。水的沸点在负压下显著降低，在气压降至-0.089Mpa时，理论沸点可以降至至45℃。在负压环境下，水分更易于气化。

锂电专用烘箱在常压下加热一段时间后电池或极片中的水分转化为水蒸气；水分蒸发后抽真空可以将水蒸气抽出；充氮气破真空，保持干燥环境。实际的烘烤过程中根据不同的工艺以上三个步骤先后各不相同，一般都要多次循环。