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鋰電池極片濕涂層干燥基本過(guò)程。鋰電池極片的干燥過(guò)程和涂布過(guò)程各自獨立,又相互聯(lián)系;涂層的性質(zhì),影響到干燥工藝的設計和操作;涂布速度、涂層的厚度決定干燥長(cháng)度;干燥過(guò)程中涂層有流平過(guò)程,影響涂層的均勻性。
因此,涂布在設計過(guò)程中能否準確地運用最佳的涂布、干燥工藝,平衡兩者的關(guān)系,最終影響到涂布的綜合技術(shù)性能。
一、極片干燥方式
(1)遠紅外輻射干燥。用遠紅外發(fā)射元件將熱能輻射到干燥物體表面,使液體蒸發(fā)汽化進(jìn)行干燥。特點(diǎn):其干燥速度主要取決于輻射溫度,溫度高,干燥速度快。其優(yōu)點(diǎn)是設備比較簡(jiǎn)單,因此都在比較低擋的涂布機中應用。其缺點(diǎn)是干燥效率低,干燥不均勻,容易產(chǎn)生干燥弊病。
(2)雙面送風(fēng)飄浮干燥。漂浮干燥是在干燥箔材雙面設置特殊設計的風(fēng)嘴,送高速?lài)娚涞臍饬?,在空氣流?dòng)附壁效應的作用下,垂直作用到干燥箔材上,在氣流的作用下,干燥片材呈漂浮狀態(tài)進(jìn)行干燥。
(3)常規對流熱風(fēng)干燥。對流干燥是比較傳統的干燥技術(shù)。加熱的干燥空氣送入烘道,干燥空氣中的熱能通過(guò)空氣的對流傳導到被干燥物體,使液體蒸發(fā)汽化進(jìn)行干燥。其優(yōu)點(diǎn)是設備簡(jiǎn)單,其缺點(diǎn)是干燥效率低,在現代干燥設備中逐漸被高效熱風(fēng)沖擊干燥所取代。
(4)循環(huán)熱風(fēng)沖擊干燥。利用空氣噴射流體力學(xué)原理發(fā)展起來(lái)的高效干燥技術(shù)。干燥空氣通過(guò)特殊設計的風(fēng)嘴,以高速?lài)娚涞奖桓稍镂矬w表面,在干燥物體表面阻礙干燥靜止空氣層在沖擊作用下被破壞,從而加快了干燥過(guò)程,使干燥效率大大提高。 循環(huán)熱風(fēng)沖擊干燥的特點(diǎn)是:干燥速度和溫度有關(guān),而且和干燥風(fēng)量有關(guān)??梢酝ㄟ^(guò)部分循環(huán)干燥空氣送風(fēng)加大風(fēng)量提高干燥速度,大大提高干燥空氣的熱量的利用,因此循環(huán)熱風(fēng)沖擊干燥具有高效節能的特點(diǎn)。另外用增大送風(fēng)量來(lái)提高干燥速度,可以避免采用高溫干燥可能產(chǎn)生的龜裂干燥弊病。
(5)過(guò)熱水蒸氣干燥。過(guò)熱蒸氣是將液體加熱到使其全部蒸發(fā)的飽和蒸氣后,再繼續加熱而獲得的蒸氣。過(guò)熱蒸汽干燥是干燥介質(zhì)直接與濕涂層接觸,其熱量主要以對流方式傳入物料,干燥析出的溶劑被干燥介質(zhì)帶走的一種新興的干燥方式。在干燥過(guò)程中,過(guò)熱蒸汽作為干燥介經(jīng)過(guò)物料表面,熱量傳給濕涂層,涂層表面的自由溶劑受熱汽化,從而造成物料表面與內部濕分濃度的差異。在這一差異下,內部濕分就由液態(tài)或氣態(tài)的形式向表面擴散,氣化的水蒸汽由過(guò)熱蒸汽氣流帶走。其優(yōu)點(diǎn)是可以利用蒸汽的潛熱,熱效率高,可達到節約能源的效果,過(guò)熱蒸汽干燥要比熱風(fēng)干燥的傳熱系數大。
(6)微波干燥。微波干燥是利用頻率為915-2450MHZ的微波能量使物料發(fā)熱升溫,從而蒸發(fā)水分進(jìn)行干燥的方法。微波干燥不同于傳統的干燥方式,其熱傳導的方向與水分擴散的方向相同。與傳統干燥方法相比,微波干燥具有干燥速率快、節能環(huán)保、生產(chǎn)效率高、清潔生產(chǎn)、干燥效果優(yōu)良、易于實(shí)現自動(dòng)化操作及控制以及可以提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。
二、干燥的基本原理
干燥:用加熱的方法使水分或其它溶劑汽化,并將產(chǎn)生的蒸氣排除,藉此來(lái)除去固體物料中濕分的操作。水分在物料表面氣化,在表面附近存在一層氣膜,在氣膜內水蒸氣分壓等于物料中水分的蒸氣壓,水分在氣相中的傳質(zhì)驅動(dòng)力為此氣膜蒸氣壓與氣相主體中水蒸氣分壓之差。同時(shí),熱空氣對物料加熱升溫,將熱量傳遞給濕物料,驅動(dòng)力是熱空氣與物料的溫度梯度;對對流干燥,由于介質(zhì)的不斷流動(dòng),帶走氣化的水分,從而形成分壓差。
干燥過(guò)程得以進(jìn)行的必要條件:是被干燥物料中的水分所產(chǎn)生的水蒸氣分壓大于熱空氣中水蒸氣分壓。若二者相等,表示蒸發(fā)達到平衡,干燥停止;若熱空氣中水蒸氣分壓大,物料反而吸水。
三、物料的干燥過(guò)程是屬于傳熱和傳質(zhì)相結合的過(guò)程:
(1)熱空氣對物料加熱升溫;
(2)物料表面液體的蒸發(fā)汽化過(guò)程;
(3)內部液體通過(guò)孔隙擴散到表面的過(guò)程。