锂电池极片湿涂层kok体育官网下载基本过程

锂电网讯:锂电池电极是一种颗粒组成的涂层,电极制备过程中,均匀的湿浆料涂敷在金属集流体上,然后通过kok体育官网下载去除湿涂层中的溶剂。电极浆料往往需要加入聚合物粘结剂或者分散剂,以及炭黑等导电剂。尽管固含量一般大于30%,但是kok体育官网下载过程中,溶剂蒸发时,涂层总会经历一定的收缩,固体物质在湿涂层中彼此接近,最后形成多孔的kok体育官网下载电极结构。

锂离子电池极片的kok体育官网下载过程和涂布过程各自独立,又相互联系;涂层的性质,影响到kok体育官网下载工艺的设计和操作;涂布速度、涂层的厚度决定kok体育官网下载长度;kok体育官网下载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、kok体育官网下载工艺,平衡两者的关系,最终影响到涂布的综合技术性能。

极片kok体育官网下载方式 

(1)远红外辐射kok体育官网下载。用远红外发射元件将热能辐射到kok体育官网下载物体表面,使液体蒸发汽化进行kok体育官网下载。特点:其kok体育官网下载速度主要取决于辐射温度,温度高,kok体育官网下载速度快。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kok体育官网下载效率低,kok体育官网下载不均匀,容易产生kok体育官网下载弊病。 

(2)双面送风飘浮kok体育官网下载。漂浮kok体育官网下载是在kok体育官网下载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kok体育官网下载箔材上,在气流的作用下,kok体育官网下载片材呈漂浮状态进行kok体育官网下载。

(3)常规对流热风kok体育官网下载。对流kok体育官网下载是比较传统的kok体育官网下载技术。加热的kok体育官网下载空气送入烘道,kok体育官网下载空气中的热能通过空气的对流传导到被kok体育官网下载物体,使液体蒸发汽化进行kok体育官网下载。其优点是设备简单,其缺点是kok体育官网下载效率低,在现代kok体育官网下载设备中逐渐被高效热风冲击kok体育官网下载所取代。

(4)循环热风冲击kok体育官网下载。利用空气喷射流体力学原理发展起来的高效kok体育官网下载技术。kok体育官网下载空气通过特殊设计的风嘴,以高速喷射到被kok体育官网下载物体表面,在kok体育官网下载物体表面阻碍kok体育官网下载静止空气层在冲击作用下被破坏,从而加快了kok体育官网下载过程,使kok体育官网下载效率大大提高。 循环热风冲击kok体育官网下载的特点是:kok体育官网下载速度和温度有关,而且和kok体育官网下载风量有关。可以通过部分循环kok体育官网下载空气送风加大风量提高kok体育官网下载速度,大大提高kok体育官网下载空气的热量的利用,因此循环热风冲击kok体育官网下载具有高效节能的特点。另外用增大送风量来提高kok体育官网下载速度,可以避免采用高温kok体育官网下载可能产生的龟裂kok体育官网下载弊病。

(5)过热水蒸气kok体育官网下载。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kok体育官网下载是kok体育官网下载介质直接与湿涂层接触,其热量主要以对流方式传入kok娱乐视频,kok体育官网下载析出的溶剂被kok体育官网下载介质带走的一种新兴的kok体育官网下载方式。在kok体育官网下载过程中,过热蒸汽作为kok体育官网下载介经过kok娱乐视频表面,热量传给湿涂层,涂层表面的自由溶剂受热汽化,从而造成kok娱乐视频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kok体育官网下载要比热风kok体育官网下载的传热系数大。

(6)微波kok体育官网下载。微波kok体育官网下载是利用频率为915-2450MHZ的微波能量使kok娱乐视频发热升温,从而蒸发水分进行kok体育官网下载的方法。微波kok体育官网下载不同于传统的kok体育官网下载方式,其热传导的方向与水分扩散的方向相同。与传统kok体育官网下载方法相比,微波kok体育官网下载具有kok体育官网下载速率快、节能环保、生产效率高、清洁生产、kok体育官网下载效果优良、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。

目前有的厂家生产的涂布机用的热风kok体育官网下载,也用风嘴送风,从形式上看和冲击kok体育官网下载类似,但是其风嘴的结构设计和风量及风速都起不到冲击效果,kok体育官网下载过程仍属对流kok体育官网下载,kok体育官网下载效率不高。

kok娱乐视频中的水分分类

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图1 kok娱乐视频的水分分类

kok娱乐视频的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分之间的关系见图1。

平衡水分:可以通过kok体育官网下载方法去除的水分。自由水分:无法通过kok体育官网下载去除的水分。

结合水分包括kok娱乐视频细胞壁内的水分、kok娱乐视频内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体kok娱乐视频之中的水分等。

非结合水分包括机械地附着于固体表面的水分,如kok娱乐视频表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。

kok体育官网下载的基本原理

kok体育官网下载: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kok娱乐视频中湿分的操作。

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图2 kok体育官网下载过程示意图

如图2所示,水分在kok娱乐视频表面气化,在表面附近存在一层气膜,在气膜内水蒸气分压等于kok娱乐视频中水分的蒸气压,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kok娱乐视频加热升温,将热量传递给湿kok娱乐视频,驱动力是热空气与kok娱乐视频的温度梯度;对对流kok体育官网下载,由于介质的不断流动,带走气化的水分,从而形成分压差。

kok体育官网下载过程得以进行的必要条件:是被kok体育官网下载kok娱乐视频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,kok体育官网下载停止;若热空气中水蒸气分压大,kok娱乐视频反而吸水。

kok娱乐视频的kok体育官网下载过程是属于传热和传质相结合的过程:

(1)热空气对kok娱乐视频加热升温;

(2)kok娱乐视频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。

kok体育官网下载的动力学过程

kok体育官网下载曲线:kok体育官网下载过程中kok娱乐视频含水量x与kok体育官网下载时间t、kok娱乐视频表面温度T 的关系曲线,如图3所示。

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图3 kok体育官网下载曲线

kok体育官网下载速率曲线:kok娱乐视频kok体育官网下载速率u与kok娱乐视频含水量X的关系曲线,如图4。

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图4 kok体育官网下载速率曲线

水分的内部扩散和表面汽化是同时进行的,但在kok体育官网下载过程的不同阶段其速率不同,从而控制kok体育官网下载速率的机理也不相同。kok体育官网下载过程分为预热升温段AB、恒速kok体育官网下载段BC和降速kok体育官网下载段CDE。

(1)预热升温段AB:kok娱乐视频被加热升温

(2)恒速kok体育官网下载阶段BC:被kok体育官网下载kok娱乐视频表面始终保持着湿润水分进行蒸发,蒸汽中的热量被kok娱乐视频吸收,这些热量全部用来蒸发kok娱乐视频表面的水分,kok娱乐视频表面水分的蒸发速度与kok娱乐视频内部水分的扩散速度几乎相等,此时kok体育官网下载速率保持稳定,呈现恒速kok体育官网下载状态。

(3)第一降速阶段(CD段):kok娱乐视频内部水分扩散速率小于表面水分在湿球温度下的汽化速率,这时kok娱乐视频表面不能维持全面湿润而形成“干区”,导致kok体育官网下载速率下降。

(4)第二降速阶段(DE段):水分的汽化面逐渐向kok娱乐视频内部移动,从而使热、质传递途径加长,阻力增大,造成kok体育官网下载速率下降。

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图5 极片kok体育官网下载过程示意图

电池电极浆料成分均匀分布,随后,溶剂蒸发诱导湿涂层厚度减少,石墨颗粒逐渐彼此接近,直到形成最密集的堆积态,涂层收缩终止(图5c),随后进一步的溶剂蒸发迫使气液界面推进到孔结构内部,最终形成多孔结构干电极涂层(图5e)。大孔倾向于优先排空液相,涂层收缩过程中,表面细小孔隙内充满液相,知道涂层收缩停止(图5c),孔隙内填满溶剂。然后溶剂进一步去除,涂层中产生第一个较大尺寸的孔洞(图5d),而细小孔洞由于毛细管力作用,液相更难排空。

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