เตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียม

1、ลิเธียมคืออะไรเตาอบแห้งแบบใช้แบตเตอรี่

เตาอบแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการอบวัสดุ อิเล็กโทรด เซลล์ ฯลฯ ในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อขจัดความชื้นออกจากวัสดุเพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพและประสิทธิภาพของการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมมีความไวต่อน้ำมาก การมีน้ำเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ภายในแบตเตอรี่ได้ เช่น การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ การกัดกร่อนของอิเล็กโทรด ฯลฯ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความจุ อายุการใช้งาน และความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ดังนั้น ประสิทธิภาพของเตาอบแบตเตอรี่ลิเธียมจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณภาพและความเสถียรของผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ลิเธียม

2、หลักการทำงานของเตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียม

เตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียมมักใช้หลักการรวมวิธีการถ่ายเทความร้อน เช่น การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี เพื่อให้วัสดุแห้ง ในกล่อง อากาศจะได้รับความร้อนจากองค์ประกอบความร้อน อากาศร้อนจะสร้างกระแสอากาศหมุนเวียนภายใต้การทำงานของพัดลม และวัสดุจะสัมผัสกับการถ่ายเทความร้อนไปยังวัสดุอย่างเต็มที่ ดังนั้น น้ำในวัสดุจะระเหยเป็นไอน้ำ ในขณะเดียวกัน กล่องจะติดตั้งระบบลดความชื้นพิเศษ ซึ่งสามารถลดความชื้นในอากาศที่มีไอน้ำ ลดความชื้นในกล่อง และรับรองกระบวนการอบแห้งอย่างต่อเนื่อง วิธีการลดความชื้นทั่วไป ได้แก่ การลดความชื้นด้วยการแช่แข็งและการลดความชื้นด้วยการดูดซับ เตาอบแห้งแบตเตอรี่ต่างๆ เลือกเทคโนโลยีการลดความชื้นที่เหมาะสมตามความต้องการจริง ตัวอย่างเช่น การลดความชื้นด้วยความเย็นคือการใช้ระบบทำความเย็นเพื่อทำให้อากาศเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง เพื่อให้ไอน้ำควบแน่นเป็นหยดน้ำและระบายออก จึงลดความชื้นในอากาศ การดูดซับการลดความชื้นทำได้โดยการดูดซับสารดูดซับบนไอน้ำเพื่อทำให้เกิดการลดความชื้น โดยทั่วไปแล้วสารดูดซับจะใช้ซิลิกาเจล ตะแกรงโมเลกุล และวัสดุอื่นๆ ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและมีความสามารถในการดูดซับสูง

3、ลักษณะโครงสร้างเตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียม

(1) การออกแบบกล่อง

กล่องของเตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงทนต่อการกัดกร่อน เช่น สแตนเลส วัสดุนี้สามารถป้องกันการเสียรูปและการกัดกร่อนของกล่องได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูงและความชื้นสูง เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของอุปกรณ์ ในเวลาเดียวกัน กล่องมีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดี โดยปกติจะใช้วัสดุฉนวนหลายชั้นเพื่อเก็บรักษาความร้อน ลดการสูญเสียความร้อน ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่น เตาอบแห้งสูญญากาศระดับไฮเอนด์บางรุ่นใช้แผงฉนวนสูญญากาศ (วีไอพี) เป็นวัสดุฉนวน ซึ่งมีค่าการนำความร้อนต่ำมากและสามารถลดการสูญเสียความร้อนของกล่องได้อย่างมาก

(2) ระบบทำความร้อน

ระบบทำความร้อนเป็นส่วนประกอบหลักอย่างหนึ่งของเตาอบแห้งที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม โดยทั่วไปจะประกอบด้วยองค์ประกอบความร้อน ตัวควบคุมอุณหภูมิ และตัวควบคุมความร้อน องค์ประกอบความร้อนมักใช้สายต้านทาน ท่อความร้อนอินฟราเรด เป็นต้น ซึ่งสามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนได้อย่างรวดเร็วเพื่อให้ความร้อนที่จำเป็นสำหรับกระบวนการอบแห้ง เทอร์โมสตัทใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิในกล่องแบบเรียลไทม์และส่งสัญญาณอุณหภูมิกลับไปยังตัวควบคุมความร้อน ตัวควบคุมความร้อนจะปรับกำลังขององค์ประกอบความร้อนโดยอัตโนมัติตามค่าอุณหภูมิที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เพื่อให้รักษาอุณหภูมิในกล่องให้อยู่ในช่วงที่คงที่

(3) ระบบระบายอากาศและหมุนเวียน

ระบบระบายอากาศและหมุนเวียนมีบทบาทสำคัญในการรับประกันความสม่ำเสมอของอุณหภูมิและประสิทธิภาพในการอบแห้งภายในกล่อง พัดลมจะเป่าลมร้อนไปยังทุกมุมของกล่องอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้วัสดุสามารถสัมผัสกับอากาศร้อนได้อย่างเต็มที่และทำให้แห้งอย่างรวดเร็ว ในเวลาเดียวกัน ระบบระบายอากาศยังสามารถระบายความชื้นในกล่องได้ทันเวลาเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่แห้ง เพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิเพิ่มเติม เตาอบสูญญากาศบางรุ่นจึงใช้โครงสร้างพิเศษในการออกแบบท่ออากาศ เช่น แผ่นแยกทาง ตัวเบี่ยง ฯลฯ เพื่อให้อากาศร้อนกระจายได้สม่ำเสมอมากขึ้นในกล่อง

4、ประเภทของแบตเตอรี่เตาอบสูญญากาศ

(1) เตาอบสูญญากาศ

เตาอบสูญญากาศเป็นอุปกรณ์การอบแห้งในสภาพแวดล้อมสูญญากาศ โดยจะลดความดันอากาศในกล่องด้วยการดูดสูญญากาศ ทำให้น้ำในวัสดุระเหยได้อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำกว่า จึงทำให้แห้งเร็ว เตาอบอบแห้งสูญญากาศเหมาะสำหรับการอบแห้งวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมที่ไวต่ออุณหภูมิและผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบของอุณหภูมิสูงต่อประสิทธิภาพของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น สำหรับวัสดุอิเล็กโทรดบางชนิดที่มีส่วนประกอบอินทรีย์ การใช้เตาอบอบแห้งสูญญากาศสามารถขจัดน้ำออกที่อุณหภูมิต่ำกว่าเพื่อป้องกันการสลายตัวและการเกิดออกซิเดชันของส่วนประกอบอินทรีย์

(2) เตาอบลมร้อนหมุนเวียน

เตาอบแห้งแบบหมุนเวียนอากาศร้อนเป็นเตาอบแห้งที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมชนิดที่พบเห็นได้ทั่วไปมากที่สุด โดยเตาอบนี้ใช้การหมุนเวียนอากาศร้อนเพื่อถ่ายเทความร้อนและทำให้วัสดุแห้ง กล่องอบแห้งแบบหมุนเวียนอากาศร้อนมีข้อดีคือมีโครงสร้างเรียบง่าย ใช้งานง่าย และประสิทธิภาพการอบสูง เหมาะสำหรับการอบวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมและผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปต่างๆ ในการผลิตจริง คุณสามารถเลือกวิธีการหมุนเวียนอากาศร้อนต่างๆ ได้ เช่น การหมุนเวียนแนวนอน การหมุนเวียนแนวตั้ง ตามลักษณะของวัสดุและข้อกำหนดในการอบ

(3) เตาอบแบบอุโมงค์

เตาอบแห้งแบบอุโมงค์ใช้หลักๆ สำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมอย่างต่อเนื่อง โดยมีกล่องแบบอุโมงค์ยาว และวัสดุจะถูกเคลื่อนย้ายอย่างต่อเนื่องในกล่องผ่านสายพานลำเลียง และจะถูกทำให้แห้งด้วยลมร้อนระหว่างการเคลื่อนย้าย เตาอบแห้งแบบอุโมงค์สามารถดำเนินการอบแห้งขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพสูง และเหมาะสำหรับการอบแห้งอิเล็กโทรดและเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง ในเวลาเดียวกัน การออกแบบโซนอุณหภูมิและการกระจายความเร็วลมที่เหมาะสมในอุโมงค์สามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการสำหรับวัสดุต่างๆ ในขั้นตอนการอบแห้งที่แตกต่างกัน

5、การประยุกต์ใช้เตาอบแห้งแบตเตอรี่ในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม

(1) วัสดุขั้วบวกแห้ง

วัสดุแคโทดเป็นส่วนสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียม และประสิทธิภาพการทำงานส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นของพลังงานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ในกระบวนการผลิตวัสดุอิเล็กโทรดบวก วัตถุดิบจะต้องถูกทำให้แห้งเพื่อขจัดความชื้นและสิ่งสกปรก ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการสังเคราะห์วัสดุอิเล็กโทรดลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เนื่องจากวัตถุดิบอาจมีน้ำอยู่บ้าง หากไม่ได้รับการทำให้แห้ง น้ำจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างผลึกของวัสดุระหว่างกระบวนการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุ การใช้เตาอบสูญญากาศในการทำให้แห้งวัสดุอิเล็กโทรดบวกสามารถรับประกันความบริสุทธิ์และความเสถียรของวัสดุ และปรับปรุงคุณภาพของวัสดุอิเล็กโทรดบวก

(2) การอบแห้งวัสดุขั้วบวก

วัสดุขั้วลบยังมีความอ่อนไหวต่อความชื้นอีกด้วย การมีน้ำจะทำให้วัสดุขั้วลบเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงเมื่อสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ บริโภคเกลือลิเธียมในอิเล็กโทรไลต์ และลดความจุและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถขจัดความชื้นในวัสดุขั้วลบได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุขั้วลบมีคุณภาพ ตัวอย่างเช่น สำหรับวัสดุขั้วบวกกราไฟต์นั้น สามารถดูดซับน้ำได้ง่ายในระหว่างกระบวนการแปรรูป เช่น การบดและการบดเป็นเม็ด และด้วยการอบในเตาอบแห้งสูญญากาศ สามารถลดปริมาณความชื้นให้อยู่ในระดับต่ำมากเพื่อตอบสนองความต้องการของการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม

6、วิธีเลือกเตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียมที่เหมาะสม

(1) ความต้องการการอบแห้ง

ก่อนอื่นเราต้องเลือกเตาอบแห้งแบตเตอรี่ลิเธียมที่เหมาะสมตามความต้องการในการอบแห้งของเราเอง ตัวอย่างเช่น ประเภท ปริมาณ ขนาด และข้อกำหนดกระบวนการอบแห้งของวัสดุที่ต้องการอบแห้ง หากเป็นชุดเล็ก การอบแห้งวัสดุหลายประเภท เตาอบแห้งสูญญากาศหลายชั้นอาจเหมาะสมกว่า สำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมแบบต่อเนื่องในปริมาณมาก เตาอบแห้งสูญญากาศแบบอุโมงค์จะเหมาะสมกว่า ในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องพิจารณาความไวของวัสดุต่ออุณหภูมิและความชื้น และเลือกเตาอบแห้งแบตเตอรี่ที่สามารถตอบสนองเงื่อนไขกระบวนการที่สอดคล้องกันได้

(2) ประสิทธิภาพของอุปกรณ์

ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในการเลือกเตาอบแห้งสูญญากาศ จำเป็นต้องใส่ใจกับความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ ความแม่นยำในการควบคุมความชื้น อัตราความร้อน ผลกระทบของวงจรการระบายอากาศ และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพอื่นๆ ของเตาอบแห้งสูญญากาศ ตัวอย่างเช่น สำหรับการอบแห้งวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีความต้องการความสม่ำเสมอของอุณหภูมิที่สูง ควรเลือกเตาอบแห้งสูญญากาศที่มีการออกแบบท่ออากาศที่ดีและระบบควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุได้รับความร้อนอย่างสม่ำเสมอระหว่างกระบวนการอบแห้ง และเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปหรือการอบแห้งมากเกินไปในพื้นที่ ความแม่นยำในการควบคุมความชื้นยังเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญ สำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม โดยปกติแล้วจำเป็นต้องควบคุมความชื้นในระดับต่ำมาก ดังนั้น ให้เลือกเตาอบแห้งที่มีผลการลดความชื้นที่ดีและความแม่นยำในการควบคุมความชื้นสูง