随着锂电业的高速发展，设备的更新迭代也在加速进行。在日前举行的“2022中国（遂宁）国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会”上，宏工科技股份有限公司干燥设备负责人喻坚作主题演讲，就“釜式干燥机在三元材料中的应用”进行了分享。
图为宏工科技股份有限公司喻坚作主题演讲
行业周知，水分含量会对三元材料的性能有影响。喻坚指出，首先水分过量就会影响PVDF的流平性和流动性，不利于浆液涂布，同时还会引起电解质的分解，产生腐蚀性特别强的氢氟酸，最终导致电池出现安全性问题。第二，水分会影响电池首次放电量、电池内阻、电池容量的衰减和电池厚度。所以电池的水量不是越多或者越少越好，必须要进行精准控制。目前行业普遍要求含水率在800PPM以下。
在干燥过程中，设备与物料接触的地方都需要隔绝一些金属异物元素，通常这些异物主要是铁、镉、镍、铜、锌等。喻坚解释，因为金属异物会导致负极产生枝晶、膈膜穿孔，造成电池内部短路，最后导致电池的自放电甚至起火和爆炸，所以生产过程中要以产品的PPB级数量标准来进行精准控制。另外，还必须要控制设备的磨损所导致金属异物的增加。
含水量、金属异物对于干燥设备提出了高标准要求，另外物料品质控制也是重要的内容。喻坚指出，在干燥过程中温度不能超过120℃，否则会导致物料晶体结构不稳定，容易破碎，对电池性能造成不良影响。他表示，目前市场上的干燥设备，主要存在产能低、干燥时间比较长等痛点。另外，客户对含水率要求高，有的含水率已经要求到500PPM以下，这也是需要改进的地方。
宏工釜式干燥机性能优异
据喻坚介绍，目前市场上主流的干燥机设备主要有釜式、双锥、耙式、振动以及盘式等种类，通过对这些干燥机进行产能、密封性、异物增加量、破粉率、残留率等方面的比较，釜式干燥机的性能表现都比较优异。
双锥干燥机是因为内部没有桨叶结构，所以万一材料粘壁就会造成材料过热的情况。且进、出料口需要人工的辅助，无法实现设备的全自动化。耙式干燥机在工作过程中的转速比较高，所以破粉率和金属异物控制不是很好。振动干燥机设备平台的刚性和耗能比较大。而且双锥、耙式，因为它们的轴密封始终与物料接触，所以为了保证设备的真空度，要对轴密封进行频繁的维修和配换。盘式干燥机，虽然产能比较大，但是对金属异物的控制不够好，并且易损件较多，需要经常维护。
目前宏工科技已经研发出三种规格的釜式干燥机，分别是500L、2000L和5000L的容量，处理容积分别是350L、1200L和2500L。喻坚表示，公司设备的搅拌功率相对比较小，工作的转数一般是在1-10转，能够满足不同客户的需求。设备的加热模块出口可以控制在30-250度，控制精准在±1度左右，真空泵的功率大概在5.5千瓦、11千瓦和15千瓦，能够较好保证整个系统的真空度。
宏工釜式干燥机有五大优势
据喻坚介绍，宏工科技的釜式干燥设备产品具有五大优势。第一是高产能、高真空度，第二是低金属异物和低破粉率，第三是低残留率，第四是低损耗率，第五是智能化集成。
第一高产能，现在宏工科技已经制造出规格5000升的釜式干燥机，设计产能每批3000千克，已经远超同行业的同类型设备。喻坚表示，影响真空度的是轴密封和进出料口。宏工通过改良机械密封，其转数比较低而且不与物料接触，所以能够长时间保持较高的真空度。进料口是气囊的补偿密封，能够远比现在市场上的球阀和蝶阀效果好很多。出料口有两个密封，一个轴密封和一个端密封，两个地方都设置吹扫口，能保证密封面的清洁度。
第二低金属异物和低破粉率，现在设备筒体和桨叶都喷涂碳化钨，而且筒体在高温下结构比较稳定，桨叶和筒体、筒壁的间距都控制在一定范围，能够减少设备与物料之间的磨损造成金属异物增加。对于低破粉率，采用低速电机加高速电机的传动方式，低速干燥、高速出料，能够减少物料之间的挤压碰撞而导致的保护层破坏。
第三低残留率，在设备里面主要是桨叶的结构，目前桨叶分为两把耙式桨叶和一把推式桨叶，推式桨叶设置了刮刀，控制筒体的平面度，能够严格控制刮刀和筒体的间距，控制在3毫米左右，所以能够把握比较低的残留率。而且，物料在整个干燥过程中，中心物料可以往下走，底部物料通过离心运动往边缘走，边缘物料通过桨叶抬升作用往上面走，能够保证整个物料的循环均匀干燥。
第四低损耗率。气固分离器设置了加热功能，避免了气体因为温度和压力的变化造成冷凝，然后减少物料的敷袋。设备设置了气囊反吹功能，就算物料敷袋，也可以把物料反吹回釜体。设备的滤芯过滤面积比较大，是常规过滤面积的2.5倍，所以过滤的风速比较慢且精度很高，可以很好地减少物料的流失。
第五智能化集成。喻坚表示，公司的干燥设备能够把所有环节都集成在一个控制系统里，根据设定程序自行运转。系统设置多处压力和温度传感器，可以监控整个干燥过程中的系统参数，温度、湿度、压力、设备转数等，整个智能控制不需要人工参与，能够实现智能化操作。
据喻坚介绍，宏工科技成立于2008年，专业从事物料处理和工业自动化的研究及EPC工程总包服务，提供一站式物料处理综合解决方案。公司核心设备目前有釜式干燥机、研磨机、包装机等。公司目前在东莞、无锡、株洲和长沙有四个生产研发基地。从2015年进军锂电行业，目前公司已经成为锂电材料、精细化工等领域物料自动化处理解决方案的领先企业。
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。
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