Se describe el proceso de secado básico del recubrimiento húmedo en la hoja de la batería de litio.

El electrodo de la batería de litio es un revestimiento compuesto de partículas. Durante la preparación del electrodo, se aplica una suspensión húmeda uniforme al fluido del colector de metal, y luego el solvente en el recubrimiento se elimina por secado. La suspensión de electrodos a menudo necesita agregar aglutinante polimérico o agente dispersante, así como negro de humo y otros agentes conductores. Aunque el contenido de sólidos es generalmente superior al 30%, durante el proceso de secado, cuando el solvente se evapora, el recubrimiento siempre experimentará una cierta contracción, y las sustancias sólidas se acercan unas a otras en el recubrimiento húmedo, formando finalmente una estructura de electrodo seco poroso. .

El proceso de secado y el proceso de recubrimiento de la batería de iones de litio son independientes y están interrelacionados. La naturaleza del recubrimiento afecta el diseño y el funcionamiento del proceso de secado; Velocidad de recubrimiento, el espesor del recubrimiento determina la longitud de secado; En el proceso de secado, el recubrimiento tiene un proceso de nivelación, que afecta la uniformidad del recubrimiento. Por lo tanto, el recubrimiento en el proceso de diseño puede utilizar con precisión el mejor recubrimiento, proceso de secado, equilibrar la relación entre los dos y, en última instancia, afectar las propiedades técnicas generales del recubrimiento.

Método de secado de hoja extrema

(1) Secado por radiación infrarroja lejana. La energía térmica se irradia a la superficie del objeto seco mediante un elemento emisor de infrarrojo lejano para vaporizar el líquido para secarlo. Características: su velocidad de secado depende principalmente de la temperatura de radiación, alta temperatura, velocidad de secado rápida. Su ventaja es que el equipo es relativamente simple, por lo que son relativamente bajos en la aplicación de la máquina de recubrimiento. Su desventaja es la baja eficiencia de secado, el secado desigual y la facilidad para producir enfermedades por desecación.

(2) Suministro de aire de doble cara flotante y secado. El secado flotante es para la lámina de secado para un diseño especial de boquilla de doble cara, flujo de chorro de alta velocidad, bajo el efecto del efecto de pared de flujo de aire, acción vertical sobre la lámina de secado, bajo el efecto del flujo de aire, estado flotante de hoja seca para secar.

(3) Secado por aire de convección convencional. El secado por convección es una técnica de secado más tradicional. El aire seco calentado se envía al conducto de secado y la energía térmica del aire seco se transmite al objeto seco a través de la convección del aire, y el líquido se vaporiza para el secado. Su ventaja es un equipo simple, su desventaja es la baja eficiencia de secado, en los equipos de secado modernos se reemplaza gradualmente por un secado eficiente de aire caliente.

(4) El viento caliente circulante impacta el secado. Una técnica de secado altamente eficiente basada en los principios de la hidrodinámica del chorro de aire. A través de una boquilla de aire especialmente diseñada, se rocía aire seco a la superficie del objeto seco a alta velocidad, y la capa de aire estático que impide el secado en la superficie del objeto seco se destruye bajo el efecto de impacto, acelerando así el proceso de secado y en gran medida mejorando la eficiencia del secado. La característica del secado por impacto de aire caliente circulante es que la velocidad de secado está relacionada con la temperatura y el volumen de aire de secado. Parte del aire seco circulante se puede utilizar para aumentar el suministro de aire para mejorar la velocidad de secado y mejorar en gran medida la utilización del calor del aire seco. Por lo tanto, el secado por impacto de aire caliente circulante tiene las características de alta eficiencia y ahorro de energía. Además, la velocidad de secado se puede aumentar aumentando el suministro de aire.

(5) Secado con vapor sobrecalentado. El vapor sobrecalentado es el vapor que se obtiene al calentar un líquido al vapor saturado que lo evapora por completo y luego calentarlo nuevamente. El secado con vapor sobrecalentado es un nuevo método de secado en el que el medio de secado está en contacto directo con el revestimiento húmedo, el calor se transfiere principalmente al material por convección y el medio de secado se lleva el disolvente precipitado. En el proceso de secado, el vapor sobrecalentado pasa a través de la superficie del material como medio de secado, y el calor se transfiere al recubrimiento húmedo, y el solvente libre en la superficie del recubrimiento se calienta y vaporiza, lo que resulta en la diferencia entre la superficie del material. y la concentración de contenido de humedad interna. Bajo esta diferencia, el contenido de humedad interna se difunde desde la forma líquida o gaseosa a la superficie, y el vapor de agua aporizado r es arrastrado por el flujo de vapor sobrecalentado. Su ventaja es que se puede utilizar el calor latente del vapor, alta eficiencia térmica, puede lograr el efecto de ahorro de energía, secado con vapor sobrecalentado que el coeficiente de transferencia de calor de secado con aire caliente.

(6) secado por microondas. El secado por microondas es un método que utiliza energía de microondas con una frecuencia de 915-2450 mhz para hacer que los materiales se calienten y se calienten, de modo que se evapore el agua para el secado. El secado por microondas es diferente del método de secado tradicional y la dirección de conducción del calor es la misma que la de la difusión del agua. En comparación con los métodos de secado tradicionales, el secado por microondas tiene las ventajas de una velocidad de secado rápida, ahorro de energía y protección ambiental, alta eficiencia de producción, producción limpia, excelente efecto de secado, operación y control automático fácil de realizar, y puede mejorar la calidad del producto.

En la actualidad, algunos fabricantes producen máquinas de recubrimiento con secado de aire caliente, también usan boquillas de aire, desde la forma de secado e impacto similar, pero el diseño de la estructura de la boquilla de viento y el volumen de aire y la velocidad del viento no tienen efecto de impacto, el proceso de secado sigue siendo secado por convección, la eficiencia de secado no es alta.

Clasificación de humedad en materiales.

La relación entre la humedad total, la humedad de equilibrio, la humedad libre, la humedad combinada y la humedad no combinada de los materiales se muestra en la figura 1.

Humedad equilibrada: humedad que se puede eliminar secando. Humedad libre: humedad que no se puede eliminar con el secado.

El agua combinada incluye el agua en la pared celular del material, el agua en el capilar del material y el agua en el material sólido en forma de agua cristalina.

El agua no ligada incluye agua unida mecánicamente a una superficie sólida, como agua adsorbida en la superficie de un material, agua en poros más grandes, etc.

Los fundamentos del secado

Secado: la operación de eliminar la humedad de los materiales sólidos mediante calentamiento consiste en vaporizar agua u otros disolventes y eliminar el vapor resultante.

La presión parcial de vapor de agua en la película es igual a la presión de vapor de agua en los materiales. Al mismo tiempo, el aire caliente calienta el material y transfiere el calor al material húmedo. La fuerza impulsora es el gradiente de temperatura entre el aire caliente y el material. Para la sequedad convectiva, debido al flujo incesante medio, elimine el agua vaporizada, forme una diferencia de presión porcentual.

La condición necesaria para que se lleve a cabo el proceso de secado es que la presión parcial de vapor de agua generada por la humedad del material secado sea mayor que la del aire caliente. Si son iguales, la evaporación alcanza el equilibrio y el secado se detiene. Si la presión parcial del vapor de agua en el aire caliente es grande, el material absorbe agua en su lugar.

El proceso de secado de materiales es un proceso que combina transferencia de calor y transferencia de masa:

(1) calentamiento de materiales por aire caliente;

(2) proceso de evaporación y vaporización del líquido de la superficie del material;

(3) Difusión de líquido interno a través de los poros hacia la superficie.

El proceso cinético de secado.

Curva de secado: la curva de relación del contenido de humedad del material x en el proceso de secado es el tiempo de secado t y la temperatura de la superficie del material t.

Curva de velocidad de secado: la curva de relación entre la velocidad de secado del material u y el contenido de humedad del material X.

La difusión interna y la vaporización superficial del agua ocurren simultáneamente, pero la velocidad es diferente en las diferentes etapas del proceso de secado, por lo que el mecanismo de control de la velocidad de secado también es diferente. El proceso de secado se divide en la sección de calentamiento de precalentamiento AB, la sección de secado a velocidad constante BC y la sección de secado lento CDE.

(1) AB en la etapa de precalentamiento y calentamiento: el material se calienta y calienta

(2) la etapa de secado a velocidad constante BC: la superficie del material seco siempre se mantiene húmeda por evaporación de agua, el vapor en la cantidad de calor es absorbido por el material, todo este calor se usa para evaporar la humedad en la superficie del material, material La velocidad de evaporación de la humedad superficial y la velocidad de difusión de la humedad interna del material son casi iguales, la velocidad de secado se mantuvo estable en este punto, la velocidad constante en estado seco.

(3) La primera etapa de desaceleración (sección CD): la tasa de difusión de agua interna del material es menor que la tasa de evaporación del agua superficial a la temperatura de bulbo húmedo. En este momento, la superficie del material no se puede mantener completamente húmeda y se forma una "zona seca", lo que resulta en una disminución en la velocidad de secado.

(4) Segunda etapa de desaceleración (etapa DE): la superficie de evaporación del agua se mueve gradualmente hacia el interior del material, alargando así los caminos de transferencia de calor y masa y aumentando la resistencia, resultando en una disminución en la velocidad de secado.

HIGO. 5 diagrama esquemático del proceso de secado de la hoja de poste

La composición de la pasta de electrodo de batería de litio tiene una distribución uniforme, luego, el espesor del recubrimiento húmedo inducido por la evaporación del solvente disminuye, las partículas de grafito se acercan gradualmente entre sí, hasta la formación de la acumulación del estado más densamente poblado, terminación del contrato de recubrimiento (Figura 5 c ), luego empujó más la evaporación del disolvente forzó la interfaz gas-líquido a la estructura de poros en el interior, formando finalmente un revestimiento poroso sobre los electrodos secos (Figura 5 e). El gran agujero tiende a vaciar preferentemente la fase líquida. En el proceso de contracción del recubrimiento, los pequeños poros de la superficie se llenan con fase líquida, hasta que cesa la contracción del recubrimiento (figura 5c) y los poros se llenan de disolvente. A continuación, el disolvente se elimina más, creando el primer orificio más grande en el revestimiento (figura 5d), mientras que el orificio más pequeño es más difícil de vaciar debido a las fuerzas capilares.

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