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一种分析锂电池极片涂布干燥过程的新方法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，然后通过干燥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%，但是干燥过程中，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，最后形成多孔的干燥电极结构。
1、前言毛细管力作用在三相界面上，半月形液相蒸发固化，并显著影响电极微结构。
当涂层收缩完成，随着溶剂进一步蒸发，气-液界面逐步从孔隙中退出，最后形成干涂层。
在涂层收缩和溶剂蒸发过程中，添加剂容易迁移，可能在多孔电极中重新分配，比如普遍认为存在的粘结剂迁移。
当干燥速度太高时，涂层表面溶剂蒸发，可溶性的或分散性的粘结剂倾向于以高浓度存在于涂层表面。
相反，较低的干燥速度可以使粘结剂分布平衡。
粘结剂迁移是电极制造过程中不期望发生的，局部富集必然导致其他区域量减少，比如涂层和集流体界面粘结剂减少会导致涂层结合强度低。
而且粘结剂分布不均匀也会导致电池电化学性能裂化，比如内阻增加，相应倍率特性变差。
因此，干燥条件以及溶剂蒸发对电极制造过程是非常重要的。
另外，涂层干燥又是和能源消耗相关的，因此电极干燥也是决定性的成本因素。
近年来，电池工业上不断要求提高干燥速度，减少烘箱长度，从而降低能源消耗成本。
要想提高干燥速度，就需要提高温度或者加大风量，然而这又会导致电极性能的下降。
幸好，电极干燥不是一个线性过程，可以分为两个阶段，在第二阶段可以提高干燥速率。
基于此，多区域干燥模型能够显着减少所需的干燥时间。
这就需要我们深入认识电极干燥过程，不断克服目前的局限。
德国卡尔斯鲁厄理工学院薄膜技术研究所的StefanJaiser等人引入了一种实验装置，在涂层干燥溶剂蒸发过程中能够测量涂层的收缩，涂层表面液体含量，以及表面孔洞消失的过程。
在电极浆料中少量加入一种荧光增白剂，涂层中的液体在UV-A 紫外线辐照下能够发出蓝光，因而可以用相机观察到液相。
![一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/898f54f0964bcf84b8d57bae.png)
专利名称：一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池
专利类型：发明专利
发明人：林黛青,刘念,曹磊,刘少健,张峻豪
申请号：CN201711260317.9
申请日：20171204
公开号：CN108091937A
公开日：
20180529
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于锂离子电池技术领域，具体公开了一种高倍率锂离子电池极片干燥方法及高倍率锂离子电池。
所述高倍率锂离子电池分别经过极片烘烤和卷芯烘烤去除水分，极片和卷芯烘烤步骤均包括：常压高温状态烘烤3H；真空高温状态烘烤5H；注入干燥气破除真空，再将干燥气抽出，至烤箱真空度为‑95Kpa。
该技术能够在短时间内有效的去除极片及卷芯内部水分，避免因长时间高温烘烤，造成隔膜收缩、极片掉粉等问题，提升电池安全性能，有利于电池化成后极片表面生成稳定的SEI膜，电化学阻抗更小，所制备的锂离子电池在高倍率放电条件下的工作电压平台更高，明显提升了电池的放电性能、内阻一致性和循环性能。
申请人：广州市融成锂能锂电池有限公司
地址：511480 广东省广州市南沙区榄核镇合沙村合沙路8号A101房
国籍：CN
代理机构：佛山帮专知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：颜春艳
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锂电池极片干燥过程供风量计算模型李徐佳;王亚男;王华山;李楠【摘要】Based on the first law of thermodynamics and principle of drying statics,the theoretical research on preheat process,constant rate drying process and falling rate drying process of water solvent coating were expanded reference for the characteristics and requirements of drying technology of lithium battery film coating.The laws of energy utilization and the thermodynamic process characteristics of wet air in drying process were discussed.The calculating models for air flow rate in drying system were put forward by which the relationship between the air supply volume and the air supply temperature,drying pressure,the moisture content of film coating,the moving speed of film,the width of film,the thickness of coating and the relative humidity of air were described.Those studies provided the theory references for the implementing of drying technology and the energy saving and consumption reduction in actual production.%基于热力学第一定律,依据干燥静力学原理,结合锂电池极片涂层干燥工艺的特点和要求,对水溶剂涂层的预热阶段、恒速干燥过程及降速干燥过程进行理论研究.探讨干燥过程的能量利用规律及湿空气的热力过程特性,提出一种确定干燥系统供风流量的计算模型,该模型描述了供风温度、干燥压力、极片涂层含湿率、极片走带速度、片幅宽度、涂层厚度、空气相对湿度等因素与供风量之间的依变关系,为实际生产中干燥工艺的实施及节能降耗提供理论参考.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】4页(P198-201)【关键词】锂电池;极片;干燥;供风参数【作者】李徐佳;王亚男;王华山;李楠【作者单位】燕山大学车辆与能源学院,河北秦皇岛066004;燕山大学车辆与能源学院,河北秦皇岛066004;燕山大学车辆与能源学院,河北秦皇岛066004;燕山大学车辆与能源学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂电池优势突出、应用广泛、前景明朗，在国民经济中的地位举足轻重[1]。
2012年8月农机化研究第8期干燥箱内温度场和气流场的建模仿真与试验研究陈红意，赵满全(内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018)摘要：研究干燥箱内苜蓿草捆的不同放置方式对其温度场和气流场的影响，建立干燥箱的三维仿真模型．运用流体动力学软件对干燥箱体内苜蓿干燥过程中的温度场和气流场进行数值模拟，分析了在有效干燥时间内长宽高均为i O cm的苜蓿草捆竖放、横放、斜放45。
与斜放135。
情况下干燥箱内气流场变化情况。
结果表明，苜蓿横放时，速度分布最均匀，入口风速可以被充分利用，干燥效果最好。
通过实验数据与数值模拟结果的比较，证明苜蓿草的数值模拟对深入研究干燥箱内部的热空气流动具有重要意义，为干燥滚筒的设计及热效率的提高提供指导。
关键词：苜蓿；数值模拟；温度场；气流场中图分类号：S266．6文献标识码：A文章编号：1003—1∞X(2012108—0098-040引言苜蓿含有丰富的蛋白质、营养物质以及动物生长发育所需的铁、锰等微量元素，不仅是牛羊等草食家畜的主要优质饲草，也是猪、禽、鱼配合饲料中重要的蛋白与维生素补充原料¨吲。
苜蓿因含有大量的粗蛋白质、丰富的碳水化合物和多种维生素及矿物元素，有“牧草之王”之美誉¨。
4o。
干燥加工是苜蓿产业精深加工的主要方式之一，选择合适的苜蓿干燥工艺是保证在苜蓿干燥时提高干燥效率和获得较高干燥品质的基础。
因此，关于苜蓿干燥技术进展的研究对莒蓿产业的发展具有很重要的意义。
苜蓿干燥是一个复杂的强耦合非线性动力系统，在干燥过程中存在外界的干扰和模型的不确定性，如何建立有效的干燥模型是苜蓿干燥的重要基础研究内容之一，也是实现干燥全自动控制、提高干燥质量、减少能量消耗和缩短干燥时间的先决条件。
苜蓿干燥的3个外部基本因子为热风温度、空气湿度和热风速度。
关于温度和湿度对干燥速度和干燥质量的影响，国内外已有了较深人的研究。
热风速度也是苜蓿干燥的一个重要因子，正确选用热风速度不仅对干燥速度和干燥质量有较大影响，而且可使能耗大幅度降收稿日期：2011—09—22基金项目：国家农业科技成果转化资金项目(2009G B2A400054)；内蒙古自治区科技创新引导奖励资金项目(20101734)；内蒙古农业大学科技刨额团队项目(N D PY TD2010—8)作者简介：陈红意(1986一)，男，太原人，在读碗士研究生．(E—nI i l) 236144088@163．coi n。
锂电池极片真空干燥工艺探讨发布时间：2023-01-11T04:52:24.920Z 来源：《中国建设信息化》2022年8月16期作者：覃志华[导读] 锂电池内部极片的真空干燥技术操作过程当中覃志华东莞锂威能源科技有限公司广东东莞 523000[摘要]锂电池内部极片的真空干燥技术操作过程当中，往往存在着较多的影响因素，对其达到较为理想化的真空干燥处理效果而言产生阻碍，这就需要以传统的真空干燥技术工艺为基础上，积极落实合理优化设计工作。
故本文主要以锂电池内部极片传统的真空干燥技术工艺为基础，借助ABAQUS有限元计算软件，计算不同温度、真空度等工艺参数下极片干燥特性的差异。
由计算结果可知温度高、真空度越低，极片的干燥速率就会越快。
另外，探究了极片与极卷的干燥特性对比，发现相对于单体极片，极卷的干燥时间较长但前期干燥速率更快。
最后建立回归模型并应用遗传算法对模型进行了优化，得到优化后的最佳工艺参数。
[关键词]锂电池；真空干燥；极片；有限元计算；技术工艺前言：极片当中水分实际含量，往往会对锂离子类型电池容量产生直接影响，还会影响到其循环特性、阻抗、安全性和后期的使用寿命等等，所以，极片制造生产整个流程当中，需要借助真空干燥技术工艺，实现对极片内部水分含量的有效把控。
因而，对锂电池内部极片的真空干燥技术工艺开展综合分析较为必要。
1、关于锂电池内部极片的真空干燥技术工艺概述针对锂电池内部极片的真空干燥技术工艺，其主要把极片放置于空干燥箱当中，经加热、除水及冷却工序后，将极片当中水分去除。
在除水工序层面上，包含着抽真空及氮气填充作业。
因极片初始阶段的水分含量降低，倘若始终实施抽真空作业，很难达到良好的除水效果[1]，因此增加氮气填充工步，一方面使极片快速加热，另一方面又可以带出挥发的水蒸气，提高了加热和除水效率。
2、真空干燥技术工艺的仿真分析与其优化2.1模型构建借助ABAQUS传热模块，对极片的真空干燥技术工艺传质方程实施求解。
锂电池磷酸铁锂系正极极片干燥特性研究
王林帅;李甜;田清泉
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2022(36)1
【摘要】极片干燥是动力电池制造环节最复杂、能耗最大的单元操作之一。
对其
物质及能量输运的研究,可以有效提高干燥设备效率,降低厂家的生产成本。
以磷酸
铁锂体系为正极极片材料,探究了恒温干燥和热风对流干燥中不同温度和厚度对极
片干燥的影响。
研究结果表明,恒温干燥实验中同一厚度的极片温度越高,干燥的时
间越短。
同一温度下极片厚度越薄,干燥的时间越短。
当热风干燥温度为105~110℃时,干燥效率较高,且获得极片不易脱落。
热风对流干燥实验中温度和厚度对极片干
燥的影响规律与恒温干燥实验基本一致。
【总页数】5页(P72-76)
【作者】王林帅;李甜;田清泉
【作者单位】渭南师范学院化学与材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.6
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1.碳纳米管改善磷酸铁锂正极极片的性能研究
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料磷酸铁锂的研究现状与展望5.锂电池正极材料磷酸铁锂的制备方法
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极片水分测试影响因素研究陈西如;李俊霞;程文君【摘要】采用卡尔费休法对电芯水分进行测试,研究干燥温度、加热时间、取样量及取样环境对水分测试结果的影响.磷酸铁锂(Li FePO4)体系极片样品的水分含量随着干燥温度及加热时间的增大而增大,随取样环境露点值的减小而减小,取样量对水分值影响较小,但对测试结果的精度有较大影响.在干燥温度170 ～180℃、加热时间14 min、取样量1.2～1.5 g及环境露点温度低于-55℃的条件下测试,相对标准偏差(Sr)值为1.93％和2.14％,重复性较好.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2015(045)004【总页数】3页(P228-230)【关键词】锂离子电池;水分测试;卡尔费休法;磷酸铁锂(LiFePO4)【作者】陈西如;李俊霞;程文君【作者单位】中航锂电(洛阳)有限公司,河南洛阳471000;中航锂电(洛阳)有限公司,河南洛阳471000;中航锂电(洛阳)有限公司,河南洛阳471000【正文语种】中文【中图分类】TM912.9电芯水分含量是锂离子电池生产过程中重要的质量特性之一，对电池的使用寿命及性能有直接影响[1]。
在锂离子电池制备过程中，必须严格控制环境的湿度及电芯水分含量。
锂离子电池电芯水分测试，通常采用热失重称量法、萃取测试法等，但均存在测试精度不高、重复性差和操作繁琐等缺点。
卡尔费休法是水分测定的经典方法之一[2]，可对电池内部含有的痕量水分进行检测。
该方法将水分测试仪与卡式炉联用，可快速、准确地测试出电池干燥后电芯的含水量。
该方法的测试条件对结果影响较大，针对不同的测试样品，需选择制定与之适宜的测试条件。
本文作者分析了不同水分测试条件对测量结果的影响，评价采用卡尔费休水分测试仪测量电芯水分的适宜性，为准确测定干燥后电芯水分、制定合理测试条件提供理论支持。
1.1 样品制备以超纯水为溶剂，将磷酸铁锂(LiFePO4，台湾省产，M12型)、导电炭黑SP(瑞士产)和粘结剂LA132(成都产)按95.0∶2.5∶2.5的质量比配成浆料，再涂覆在20μm厚的铝箔(秦皇岛产，合金牌号1060)上，在50 ℃下烘烤3 min后，以约0.5 MPa的压力辊压成约170 μm厚的样片，并裁切成尺寸为270 mm×115 mm(约含3.2 g活性物质)。
锂电池极片机械性能测试方法汇总锂离子电池极片是一种由电极涂层和集流体箔材组成的三层结构复合材料，即颗粒组成的涂层，均匀的涂敷在金属集流体两侧，主要由四部分组成：(1)活性物质颗粒；(2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相(碳胶相)；(3)孔隙，填满电解液；（4）金属箔材集流体。
极片的机械稳定性对电池有重要影响，特别像硅基负极，在充电/放电周期内插入和脱出锂时，体积变化达到270%，循环寿命差。
这个体积膨胀会导致硅颗粒的粉碎，以及涂层从铜集流体中分离。
用来确定活性物质涂层预期使用寿命和性能的重要方法是检查涂层结合强度，涂层失效情况的分析。
涂层失效包括涂层从基材的剥离，这种剥离可能是因为机械或热应力、电化学应力等原因引起。
涂层材料的剥离可以表现为多种不同的方式：开裂、脱层、散裂、碎裂或塑性变形等。
检查涂层附着力和涂层失效分析需要采用可靠实用的方法来定量说明涂层-基材之间的附着强度和表征失效机理，是用于预防或制止附着失效的重要信息。
理解这些知识有助于提高整体涂层的质量和性能。
实际附着力是将涂层从基材分离所需要施加的载荷。
实际附着力可能会受到许多因素，如涂层厚度、基材的粗糙度、涂层的机械性能和基材的表面化学结果的影响。
实际附着力的测定结果也可能受试验方法的影响。
最常用的方法包括剥离试验、弯曲试验、划痕试验和压痕试验。
本文简单汇总介绍锂电池极片机械性能测试方法，由于个人水平有限，文中错误之处欢迎批评指正，也欢迎大家留言补充。
1、纳米压痕纳米压痕技术也称深度敏感压痕技术（Depth-SensingIndentation，DSI)，是最简单的测试材料力学性质的方法之一，可以在纳米尺度上测量材料的各种力学性质，如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等。
以下视频为纳米压痕基本原理介绍。
图1（a）纳米压痕测试示意图；（b，c）负极极片压痕扫描照片图1是纳米压痕测试原理示意图以及锂离子电池负极极片压痕的扫描照片，测试时，对压头施加载荷P，压头压入样品中，卸载后在样品表面留下压痕。
干燥箱内温度场和气流场的建模仿真与试验研究
干燥箱内温度场和气流场的建模仿真与试验研究
陈红意，赵满全
【摘要】研究干燥箱内苜蓿草捆的不同放置方式对其温度场和气流场的影响，建立干燥箱的三维仿真模型，运用流体动力学软件对干燥箱体内苜蓿干燥过程中的温度场和气流场进行数值模拟，分析了在有效干燥时间内长宽高均为10cm的苜蓿草捆竖放、横放、斜放45°与斜放135°情况下干燥箱内气流场变化情况。
结果表明，苜蓿横放时，速度分布最均匀，入口风速可以被充分利用，干燥效果最好。
通过实验数据与数值模拟结果的比较，证明苜蓿草的数值模拟对深入研究干燥箱内部的热空气流动具有重要意义，为干燥滚筒的设计及热效率的提高提供指导。
【期刊名称】农机化研究
【年(卷),期】2012(034)008
【总页数】4
【关键词】苜蓿；数值模拟；温度场；气流场
0 引言
苜蓿含有丰富的蛋白质、营养物质以及动物生长发育所需的铁、锰等微量元素，不仅是牛羊等草食家畜的主要优质饲草，也是猪、禽、鱼配合饲料中重要的蛋白与维生素补充原料[1-2]。
苜蓿因含有大量的粗蛋白质、丰富的碳水化合物和多种维生素及矿物元素，有“牧草之王”之美誉[3-4]。
干燥加工是苜蓿产业精深加工的主要方式之一，选择合适的苜蓿干燥工艺是保证在苜蓿干燥时提高干燥效率和获得较高干燥品质的基础。
因此，关于苜蓿干燥技术进展的研究对苜蓿产业的发展具有很重要的意义。
锂电池涂布极片烘干的原理及影响因素介绍一．烘干模型极片烘干过程，业内常见的模型是将其分为如下四个阶段，如下：对应的微观结构变化：极片干燥经历如上四个动力学过程，即预热阶段、加热阶段、恒干燥速率阶段以及降速阶段。
干燥初始阶段，热风迅速掠过涂布浆料表面，加热箔材及浆料，促使浆料表面溶剂蒸发，并以气液两相形式通过界面扩散。
涂布浆料中NMP 以及水等溶剂在恒干燥速率阶段大量蒸发，溶剂到达涂层表面并富集。
干燥速率受涂层表面气相干燥界面物质扩散动力学控制。
由于热风直接作用于浆料表面，涂布浆料表层溶剂完全汽化，涂布层内部浆料溶剂因毛细作用迁移至表面，不断蒸发，涂布层逐步收缩。
当湿含量达到临界状态下，极片表面出现不连续干点，此阶段为恒速干燥阶段。
此时干燥速率取决于热风温度、风速、回风比以及浆料配方。
当涂布活性材料中溶剂含量较低时，极片温度整体升高并形成温度梯度，热量由表层传入涂布层内部，而溶剂不断扩散至涂布层表面，为降速干燥阶段。
此阶段干燥速率受溶剂迁移速率控制，即受到半干涂布层颗粒及间隙分布方式控制。
二、各因素影响1、热风温度（1）合理控制温度、风速等可以有效提高单体电池的性能一致性；（2）第三四阶段，涂覆浆料黏度极大，即便提高干燥温度，干燥速率依然较低；（3）干燥温度较低时，黏结剂的分布更为均匀，集流体同活性材料的黏结更为牢固。
2、热风速度（1）热风流动速度过大就会导致涂层的不均匀；（2）低速大通量更有利于极片烘干质量。
三、其它技术（1）复合干燥可以提高干燥效率。
例如将单面热风干燥变为双面热风干燥，烘箱内采用负压条件，结合其他加热方式，如红外线和微波辅助加热等，形成复合干燥工艺，改善干燥条件。
（2）红外干燥可以去除极片涂层中毛细管水分和表面残余水分，特别适用于厚度较大的高能量电极涂层。
干燥过程操作简单，热量集中，干燥速度快，但干燥时黏结剂出现二次团聚，负极极片的电化学性能降低。
通常将其与对流干燥结合，形成混合干燥系统。
