ABEC | 2022中國（廣東·東莞）電池新能源產業國際論壇現場
電池“達沃斯”-電池網8月31日訊（肖何 梁小婧 廣東東莞 圖文直播）8月30—31日，全球電池行業盛會——ABEC | 2022中國（廣東·東莞）電池新能源產業國際論壇在廣東東莞舉行。本屆論壇由廣東省東莞市人民政府、ABEC（電池“達沃斯”）組委會主辦，東莞水鄉特色發展經濟區管理委員會、中關村新型電池技術創新聯盟、東莞產城投資運營有限公司、海融網、電池網、我愛電車網、能源財經網、電池百人會聯合主辦，來自全球電池新能源產業鏈的“政、產、學、研、金、服、用”各界代表出席，圍繞“新賽道蝶變躍升 新勢力加速整合 新生態賦能中國”這一主題，在交流與分享中，實現精準對接，價值對話，資源整合，共享雙碳新機遇。
深圳市時代高科技設備股份有限公司研究院院長楊毅
31日下午，深圳市時代高科技設備股份有限公司研究院院長楊毅在論壇上做了題為《真空干燥設備的節能增效分析》的主題演講，分享了真空干燥節能增效分析、鋰離子電池全流程水分控制點、電池水分存在形式、真空干燥的動力學模型等，電池網摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：
為實現雙碳目標，楊毅認為，在能源生產端，需快速實現能源清潔化，助力清潔能源具備與傳統化石能源競爭優勢；能源消耗端，快速向電動化及智能化轉型，實現節能減排降耗，提升生產效率。
在現有技術發展水平上，能量儲能技術的廣泛應用將是上述轉型的基礎；其中，電化學儲能在技術與經濟性上具備最佳競爭力。
從電源側到負載側，電池迎來大需求時代。電池廠商及上下游產業鏈更看重產能擴充過程中的節能增效，而真空干燥作為鋰離子電池生產過程的一個重要環節，其能耗和效率已成為關鍵問題。
“電池干燥不僅僅是電芯的干燥，我們在跟大量企業溝通過程中發現，很多公司更傾向于把電池的控水點往前移，非常重視對極片或者極卷的干燥。”楊毅介紹，正極材料具有很強的吸水性，是電池水分含量的主要來源。
根據固體物質分子與水分子作用力的性質及大小，水分的存在形式主要分為三種：一是附著水分，簡單機械附著于物質表面，在常溫常壓下即可自然揮發；二是吸著水分，以吸附形式（物理或化學吸附）與物質結合，在常壓105℃左右可蒸發；三是化合水分，以結晶化合形式與物質結合，在常壓150℃以上可蒸發。
論壇上，楊毅還從多個角度分析了真空干燥設備的節能增效措施。
設備結構角度
連續式真空干燥設備是提高產品的產量，節約能源的重要方法。連續式真空干燥設備與周期式真空干燥設備相比，輔助時間少，節省了時間提高了產量。同時他不必像周期式真空干燥設備那樣，每生產一個循環，設備溫度高低變化一次，致使部分能量浪費在設備構件的反復加熱上。因此，節約了能源。
連續式真空干燥對于環境沒有嚴格要求，避免了干燥房的使用，從而大幅度降低了能耗。
單體爐的優勢在于其柔性化的生產能力以及結構的獨立性。
目前，隧道爐在向單體爐發展，其產出物就是高效的短隧道真空干燥設備，同時，單體爐也向隧道爐發展，其產出物就是多個單體環境控制的真空干燥設備，未來兩者會互相取長補短，進一步融合。
工藝角度
電池水分存在多個控水點，目前有逐步前移的趨勢，因電芯中存在隔膜限制了干燥溫度的提升，而極片極卷則更易采用高的干燥溫度，優點是較高的干燥溫度能夠更好地去除水分，缺點是需要對整個后續流程的環境進行嚴格管控，能耗和成本增加。
對此，楊毅表示，可通過新工藝的實施縮短干燥時間，例如時代高科正在進行的結合在線檢測技術的干燥時間優化項目。
加熱方式角度
運風對流式加熱、接觸式或者傳導式加熱是目前兩種主流的加熱方式。實際加熱數據顯示，接觸式加熱與運風式加熱升溫時間差異對于不同電池有不同結果，楊毅建議根據電芯結構確定加熱的最佳方式：對于厚度薄而相對表面積大的電池，建議采用運風式加熱，因兩種方式升溫時間差異微小；對于厚度較大高度不高的電池，建議采用接觸式加熱，可降低升溫時間；對于溫度均勻性要求高的場合，建議采用運風式加熱，可達到較好的均勻性。
此外，楊毅介紹說，接觸式加熱的核心問題是無法從原理上避免真空放電的問題，可降低電壓，增加電極之間的距離，降低放電的風險；冗余地設置多套控制系統，多個動態觸點。
運風式加熱的核心問題是無法對溫度場進行實時的監控，為數據追溯造成困難，而數字化仿真技術的實施，可對運風通道和溫度場分布進行精確的數值計算。同時，采用新的傳感技術對溫度場進行實時的監測，用無線傳輸技術進行數據采集。
設備穩定性角度
楊毅表示，設備穩定性是生產效率的基本保障，穩定性高，設備稼動率可以相應提高。隧道式真空干燥設備的核心問題是一旦某個腔體出問題，整條線需要停產。應對方式可采用滾筒傳輸，傳動外置從而便于更換鏈條，真空腔體內基本無其他運動部件，將故障可能性降到最低。還可進行軟件優化，加強智能化的故障自診斷和故障排除。
單體式真空干燥設備的核心問題是所有調度功能集中在調度機器人/堆垛機上，風險高。可采用優質的機器人品牌，并進行定期的維護保養。單體式真空干燥設備的另一個問題是能耗較高、能源利用效率低，可進行結構優化，新型的單體生產線結構，向隧道爐學習降低環境要求。
楊毅總結說，對比連續式和單體式干燥設備，各有優劣，預測未來兩者會取長補短、逐步融合；對比各種加熱方式，其選擇應基于電池的結構和具體要求；目前對于節能增效主要依賴于降低溫度和真空耗能，優化設備結構，加強設備穩定性等手段；行業內亟待開發新的工藝，降低干燥溫度，縮短干燥時間，達到節能增效的效果。
（以上觀點根據論壇現場速記整理，未經發言者本人審閱。）
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