图为深圳市时代高科技设备股份有限公司研究院院长杨毅发表演讲

10月17日，“第五届动力电池应用国际峰会（CBIS2020）暨首届中国新能源新材料（宁德）峰会”在福建宁德召开。本届峰会由中国化学与物理电源行业协会、福建省宁德市人民政府、电池中国网，以及宁德时代、电化学储能技术国家工程研究中心和21C创新实验室联合主办。在“锂电智造的数字化新征程”主题论坛上，深圳市时代高科技设备股份有限公司研究院院长杨毅发表了题为《真空干燥的模块化、多元化发展趋势》的主题演讲。

“正极材料具有很强的吸水性，是电池水分含量的主要来源，”据杨毅介绍，动力电池生产制造过程中，材料、极片、极卷、电芯等环节都需要除水，以保证电芯的高安全性和可靠性，“如果电池内的水分超过了100PPM以后，电池的性能和安全性都会急剧下降。”

杨毅指出，根据固体物质分子与水分子作用力的性质及大小，水分在电芯的存在形式主要有三种：附着、吸附和结晶的化合水分，“其中化合水分最难去除，在常压150℃以上方可蒸发。”

值得注意的是，由于高温对电芯内部的隔膜会造成损伤，必须通过其他方法来去除水分。“时代高科利用在真空条件下水分沸点降低的物理原理，研发了真空干燥技术及相关设备，”据杨毅介绍。

据悉，目前真空干燥设备主要有全自动隧道式真空干燥系统、单机组合式真空干燥设备，以及其他干燥设备等。

杨毅表示，对不同结构类型设备的运行进行总结可以发现：

隧道式干燥设备在综合能耗、生产稳定性、质量一致性等方面，都优于单体组合式干燥设备；

单体组合式干燥设备在生产柔性化方面略占优势；

其他类型设备，例如卷对卷烘烤技术成熟度仍然欠缺。如卷对卷烘烤技术上存在处理速度、真空度的保持、质量稳定性等无法解决的难题。

杨毅表示，根据日韩的成功经验，未来短而高效的隧道式干燥设备预计将占主流地位。

值得注意的是，由于电池材料的不同，干燥过程及技术选择也有所不同。今年以来磷酸铁锂市场快速，“磷酸铁锂材料吸水量较大，烘烤难度也是最难的，水分不容易脱除，所以同等温度下，烘烤时间最长，”据杨毅介绍，三元材料属于热稳定性差的材料，镍含量越高，越不稳定；但三元材料的含水量相对低一些，烘烤也相对容易，相同烘烤温度下，时间相对磷酸铁会显著缩短。

在干燥时间上，干燥时间对干燥效果的影响也是很大的，长的干燥时间可以提高干燥效果，某些单体干燥炉甚至有48-72小时的干燥时间。杨毅指出，干燥时间的延长对于产能还是有负面影响，所以目前在追求高产能的现状下，电池企业多要求缩短干燥时间，因此提出了接触式加热等方案。杨毅表示，在确定干燥时间前，最稳妥的办法是通过实验来确认干燥效果，特别是干燥水分有写入技术协议的情况下，必须要求对来料水分，干燥时间进行实验验证。

据了解，目前时代高科在深圳、上海和天津均有公司，其中深圳是总部基地。“这三个公司分别具备设计、制造、生产和检验的能力。”据杨毅介绍，深圳总部的真空技术工程实验室，拥有真空检测技术平台、真空获得技术平台、真空热工程/真空干燥技术平台、真空表面处理/真空镀膜技术平台和新能源真空干燥节能减碳大数据平台，同时公司还被国家工信部认定为工业节能技术装备制造企业，核心产品主要为隧道式、单体式的真空干燥设备。“时代高科还领导建立了国内第一个真空干燥设备团体标准，与国内TOP20电池生产制造企业，以及LG化学、松下、大众都在合作。”