4、 真空干燥设备基本组成及分类

1）目前锂电池行业使用的真空干燥设备基本实现了全自动运行，设备的基本组成包括供热组件、真空系统、干燥腔体、上下料台、中央控制系统等。

2）供热组件用于给干燥设备供热。

（1）供热组件根据供热热源的不同可以分为电加热、电磁感应加热、微波加热等。

（2）目前电池干燥设备较常用的是电加热方式。

（3）电加热又包括热风循环式加热和接触式加热。

*热风循环式加热由加热装置和风机共同作用，能够使干燥腔体内任何位置都达到干燥温度。

*接触式加热则更多利用加热装置直接接触电池将热量传导至电池，提高能量的利用效率，可以有效节省能耗。

*供热组件的主要设计要求是升温速率、温度的稳定性和温度的均匀性。因此对于温度的控制和监控非常重要，供热组件需配置相应的控温组件和检测组件。

3）真空系统和干燥腔体共同完成干燥设备的获取真空功能。

（1）真空系统包括真空获取系统如真空泵、真空阀门、真空管道和真空检测器件如真空规管等。

（2）真空系统的主要设计参数包括真空腔体的极限真空度、真空腔体的工作压力、真空腔体抽气口附近的有效抽速等。

（3）真空泵的选择应该根据空载时真空腔体需要达到的极限真空度和进行工艺生产时所需要的工作压力选择主泵的类型。

（4）由于电池干燥设备一般工作压力在中真空范围内，选择罗茨泵的情况较多。

*具体可以根据真空泵所需的名义抽速选择真空泵，计算方法如下。

*泵有效抽速计算如下：

式中 Sp泵的有效抽速，m3/s；pg真空腔体要求的工作压力，Pa；Q真空腔体的总气体量，Pa･m3/s；Q=1.3(Q1+Q2+Q3)

式中 Q1——真空工艺过程中产生的气体量，Pa･m3/s；Q2真空腔体的放气量，Pa･m3/s；Q3真空腔体的总漏气量，Pa･m3/s。

*泵的名义抽速计算如下：

式中 Sm泵的名义抽速，m3/s；C真空腔体出口与机组入口间的管道通导，m3/s。

4）上下料平台用于对电池进行上下料，包括对电池进行组盘（拆盘）和堆垛（拆垛）、对电池托盘等进行扫码、NG情况的处理等。随着自动化要求的提高，电池的上下料已基本实现自动化，较少需要人工的干预。在上料处，条形码阅读器对电池和托盘扫码，扫码NG的电池置于NG平台处，电池机器人将扫码成功的电池装入托盘中，托盘装满后托盘机器人将托盘堆垛至上料台处，上料台堆满后进入干燥腔体中；干燥完成后，电池从干燥腔体中送出，托盘机器人将托盘一层层拆垛，电池机器人再从托盘中将电池取出进入下一流程。

5）控制系统对干燥系统的真空系统、供热组件还有运动组件进行控制。但是随着大数据和物联网的发展，这些功能已经无法满足当前的生产要求，软件系统对于干燥设备已经越来越重要。除了对硬件进行控制，软件还需要具备如下功能。

①能进行设备的故障诊断，显示当前故障、历史故障及故障处理方法。

②能显示所有传感器及执行机构的输入与输出信号及实时状态。

③能获取设备的实时状态，并统计24h内的设备状态和报警信息等。

④采集物料的种类、批次、型号和规格等信息，建立物料跟踪系统，对物料信息进行跟踪和追溯。

⑤能对生产过程进行跟踪和管理，采集物料干燥过程中的相关工位的工艺参数，包括温度、真空度等。

⑥能对历史数据进行查询，包括生产执行情况、设备使用情况、生产工艺控制情况等。