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【浩博电池资讯】锂电池电芯真空烘烤过程超强指导研究

发布者：【浩博电池资讯】   发布时间：   点击量：2196
在电芯烘烤的负压环境之中，电芯盛放在烘烤箱内架体上，经过充入惰性气体进行烘烤枯燥处理。

在锂离子电池出产进程中，将正负极片辊压绕卷再放入电池盒之后，须对锂电池电芯极组进行烘烤枯燥。众所周知，水分对锂电池的性能影响是最大的，需要注液前在装配车间将锂离子电池电芯内部的水分去除，以免影响锂电池质量。

因而对电芯在烘烤时电芯内部的温度改变与水分蒸腾的研讨十分有必要。待烘烤电芯只要上端供有注电解液的开口，水分几乎也是经过电芯上端蒸腾去除，电芯露出于传热辐射和惰性气体的对流传导，传热到电芯进程中，一方面用于提高电芯温度另一方面用于电芯内自在水蒸腾。其蒸腾方位示意图与某类型电芯尺寸如图1所示。

图 1 电芯烘烤示意图

在烘烤进程中，热源在烘烤箱上端，电芯与烤箱上下夹板之间留有一定间隙，用于确保电芯拥有适宜的烘烤温度，也利于蒸腾的水分经过间隙分散出烤箱以外。电芯在烘烤时的温度改变可经过傅里叶热传导规律核算：

式中，ρg为电芯内部正负极片均匀密度; Cp为电芯比热容; T为电芯温度; K为电芯热传导热效率; x、y、z为空间坐标函数; L为电芯内部的水分气化潜热; M为电芯内部水分含量。电芯的边界条件设定为：

式中，Tr、Ts、Tair分别为烘烤箱内热源设定温度、电芯外表温度、烘烤箱内部环境温度; DW为电芯内部水分分散系数;ρW为液态水密度。

为便于剖析说明电芯不同方位温度与水分改变，将电芯分为外表、中心与底部三个部分，电芯外表部分离热源最近。核算可得到不同时刻电芯三个部分的温度改变，如图2所示。

图 2 电芯内部温度与时刻改变曲线图

三、电芯水分蒸腾机理研讨

电芯内部的水分蒸腾进程可经过CFD仿真软件进行简化的二维仿真进行剖析，可是对于杂乱的流动问题，仅靠Fluent自带的模型、初边界条件和资料物性不可能完结实践需要，这就需要利于函数进行操控。UFD运用DEFINE宏来界说，经过C语言编写，将电芯内部的温度与水分传递函数与边界条件经过编程后，将编写好的UFD加载到Fluent之中。其顺序流程如图3所示。

图 3 烘烤电芯水分蒸腾 Fluent 仿真流程图

经过核算，在电芯烘烤进程中的电芯3个不同部位的含水量成果，如图5所示，假设电芯在烘烤之前，各个横纵截面含水量共同。

图 5 电芯内部含水量与时刻改变曲线图

表 1 电芯烘烤进程核算参数值

四、结论

针对指定尺寸锂电池电芯，温度改变从电芯外表至底层跟着时刻均均匀升高，在95 min左右整个电芯到达烘烤指定温度; 电芯含水分改变则不同，烘烤开始时电芯外表水分去除最快，在中后期含水量随平稳可是并未到达指定低的含水量，其原因为电芯中部与底部的水分均从外表散发出去，电芯底部则在烘烤中后期水分去除到达最大值，在烘烤最后整个电芯到达标准含水量。



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