ABEC 2020│第8屆電池“達(dá)沃斯”論壇現(xiàn)場

電池“達(dá)沃斯”-電池網(wǎng)10月28日訊（陳語 張倩 長沙寧鄉(xiāng) 圖文直播）10月27-29日，一年一度的全球電池行業(yè)盛會——ABEC 2020 | 第8屆中國（長沙·寧鄉(xiāng)）電池新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇在長沙寧鄉(xiāng)隆重舉辦。本屆論壇由ABEC（電池“達(dá)沃斯”）組委會、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟主辦，寧鄉(xiāng)高新區(qū)獨(dú)家協(xié)辦，500余位來自全球電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、服、用”各界代表以及媒體等出席，在電池新能源全球化競爭的大背景下，探尋自主品牌向上路徑，共議產(chǎn)業(yè)健康生態(tài)鏈的構(gòu)建之道。

論壇同期，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長沙市人民政府主辦的2020湖南（長沙）電池產(chǎn)業(yè)博覽會盛大開啟，展覽面積2萬平方米，聚焦產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)，匯集了比亞迪、北汽新能源、奇瑞新能源、力神電池、雄韜股份、欣旺達(dá)、電將軍、中科星城、華寶儲能、多氟多、石大勝華、金銀河、大族激光、奧特維、五星鋁業(yè)等近200家電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)展商。

深圳市時代高科技設(shè)備股份有限公司研究院院長、博士楊毅

28日下午，深圳市時代高科技設(shè)備股份有限公司研究院院長、博士楊毅在論壇上做了題為《真空干燥的模塊化、多元化發(fā)展趨勢》的主題演講，分享了動力電池真空干燥背景、不同設(shè)備類型的發(fā)展趨勢、不同干燥工藝的數(shù)據(jù)分析、時代高科在動力電池真空干燥領(lǐng)域的布局等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：

楊毅表示，正極材料具有很強(qiáng)的吸水性，是電池水分含量的主要來源。水分將對動力電池首次充放電容量、電池內(nèi)阻、電池容量等性能帶來較大的影響。例如，當(dāng)水分含量多于體系形成SEI膜的所需含量時，在SEI膜表面生成POF₃和LiF沉淀，導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加。

關(guān)于動力電池水分存在形式，楊毅表示，根據(jù)固體物質(zhì)分子與水分子作用力的性質(zhì)及大小，水分的存在形式主要分為附著水分、吸著水分、化合水分三種，三者干燥的主要區(qū)別是：附著水分在常溫常壓下即可自然揮發(fā)，吸著水分在常壓105℃左右可蒸發(fā)，化合水分在常壓150℃以上可蒸發(fā)。

論壇上，楊毅分別從不同結(jié)構(gòu)、加熱方式、電池材料體系、干燥溫度、干燥真空度、干燥時間、水分檢測條件等方面，對比分析了電池干燥相關(guān)數(shù)據(jù)。

從不同結(jié)構(gòu)類型設(shè)備來看，隧道式干燥設(shè)備在綜合能耗、生產(chǎn)穩(wěn)定性、質(zhì)量一致性等方面，都優(yōu)于單體組合式干燥設(shè)備；單體組合式干燥設(shè)備在生產(chǎn)柔性化方面略占優(yōu)勢；其他類型設(shè)備，例如卷對卷烘烤技術(shù)成熟度仍然欠缺，國外幾年前已經(jīng)有類似設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)，但處理速度、真空度的保持、質(zhì)量穩(wěn)定性等難題無法解決，目前的應(yīng)用缺乏成功范例。楊毅介紹說，根據(jù)日韓的成功經(jīng)驗(yàn)，未來短而高效的隧道式干燥設(shè)備將占主流地位，卷對卷等其他類型設(shè)備需要解決根本的技術(shù)難題才可以有應(yīng)用的可能。

從不同加熱方式來看，接觸式加熱的能耗較低，因熱傳導(dǎo)效率最高；接觸式加熱與運(yùn)風(fēng)式加熱的升溫速度兩者各有所長，接觸式加熱對于寬大的電池效果更好，運(yùn)風(fēng)式加熱對于窄薄的電池更為適用；從溫度均勻性的角度，運(yùn)風(fēng)式加熱的效果更好，但是需要對風(fēng)道進(jìn)行合理設(shè)計，而目前加熱板結(jié)構(gòu)設(shè)計、供應(yīng)商的選擇日趨成熟，接觸式加熱溫度均勻性也在快速改善；從生產(chǎn)穩(wěn)定性角度，運(yùn)風(fēng)式技術(shù)成熟，穩(wěn)定性好，而接觸式存在真空防電風(fēng)險，設(shè)備穩(wěn)定性較差；從成本角度，運(yùn)風(fēng)式成本較低，而接觸式加熱成本較高；從干燥后水分含量的角度，兩個基本持平。

從不同電池材料體系的差異來看，磷酸鐵鋰是今年以來回暖最快的產(chǎn)品，其材料吸水量較大，烘烤難度也是最難的，水分不容易脫除，所以同等溫度下，烘烤時間最長；三元材料包括NCA（鎳鈷鋁）和NCM（鎳鈷錳），均為熱穩(wěn)定性差的材料，鎳含量越高，越不穩(wěn)定；三元材料的含水量相對低一些，烘烤也相對容易，相同烘烤溫度下，時間相對磷酸鐵鋰電池會顯著縮短；鈷酸鋰目前在動力電池應(yīng)用較少，主要在3C電池方面，根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其原始含水量不高，同時烘烤也相對容易，基本與三元材料相當(dāng)。

從不同干燥溫度的差來看，干燥溫度是真空干燥過程的關(guān)鍵參數(shù)，溫度越高，干燥效果越好，反之溫度越低，干燥效果越差；分析其原因主要是干燥過程是水分脫除的過程，需要吸收能量，故溫度越高，干燥過程補(bǔ)充的能量充分，則效果提升；干燥溫度必然受限制，主要原因是隔膜材料的限制，隔膜目前主要是聚乙烯、聚丙烯等高分子材料，過高的溫度會造成熔融，對后期注液甚至電芯的安全造成風(fēng)險；這也是電芯烘烤溫度低于極片極卷的原因，目前陶瓷隔膜的逐步應(yīng)用會提升干燥溫度的允許限值。

從不同干燥真空度的差異來看，根據(jù)日本則武的理念，快速形成高真空的環(huán)境，對干燥過程是有很大益處的，這一點(diǎn)從隧道爐一段就配了兩個450/4200的大泵得到完美體現(xiàn)；實(shí)際試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，高真空（100Pa以上）和低真空（1000Pa以下）的干燥效果，是有著極大的區(qū)別的；而高真空的不同區(qū)段，例如50-100Pa和高于10Pa的區(qū)別就不是太顯著；是否某些情況下高于10Pa的真空度對于干燥某些電池有特殊效果，還需要更多的實(shí)驗(yàn)來支持。

從不同干燥時間的差異來看，干燥時間對干燥效果的影響也是很大的，長的干燥時間可以提高干燥效果，某些單體干燥爐甚至有48-72小時的干燥時間；干燥時間的延長對于產(chǎn)能還是有負(fù)面影響的，所以目前在追求高產(chǎn)能的現(xiàn)狀下，電池企業(yè)多要求縮短干燥時間，因此提出了接觸式加熱等方案；在確定干燥時間前，最穩(wěn)妥的辦法是通過實(shí)驗(yàn)來確認(rèn)干燥效果，特別是干燥水分有寫入技術(shù)協(xié)議的情況下，必須要求對來料水分，干燥時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

從不同水分檢測條件的差異來看，水分檢測采用卡爾費(fèi)休法，其本質(zhì)是用消耗電量與碘元素再與水分成正比的基本原則，通過計量電量的消耗來推算水分的含量；水分檢測主要的條件是卡式爐溫度和反應(yīng)時間；檢測溫度從150℃開始到245℃，最高只能達(dá)到250℃；反應(yīng)時間從300s-900s；同樣的樣品，檢測溫度越高，水分析出越多，水含量越高，不同體系不同標(biāo)準(zhǔn)；同樣的樣品反應(yīng)時間越長，水分不一定越高，有時反而越低。

最后，楊毅簡要介紹了一下其所在的時代高科：公司是一家高端智能裝備集成制造和軟件提供商，國家高新科技企業(yè)，在深圳、上海、天津擁有三個集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的基地，占地80000平米，設(shè)有研發(fā)、精工、自動化焊接、生產(chǎn)、裝配、售后等部門。公司先后由達(dá)晨創(chuàng)投、北汽集團(tuán)、中國寶安集團(tuán)、中國風(fēng)險投資公司、廣發(fā)證券戰(zhàn)略參股，是新能源鋰電池真空干燥設(shè)備、自動物流線、工業(yè)精密清洗設(shè)備等高端自動化裝備的核心供應(yīng)商。

(以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)