往期已经介绍一些极片烘烤原理,如:
锂电池涂布 极片烘干的原理介绍
本文更进一步的对其结构进行介绍,常见的烘箱指标是:
  • 烘箱单个风嘴风速可调或一致性≤6%;
  • 烘箱温度闭环控制,单节烘箱温度一致性≤±3℃
一、烘箱结构
首先涂布烘箱的常见内部结构,如下所示。主要包括极片出入口、入风口、排风口、风刀和上下两风室等结构。入风口分为上入风口和下入风口,分别与上下两风室连接,且位于风室一侧的中部位置。
空气经过加热后在风机的作用下以一定的速度通过入风口进入上下两风室,在风室内经过充分的匀流后从风刀的狭缝出口吹出,冲击并干燥穿行于烘箱中部的极片,极片干燥过程中形成的湿空气由排风口排出。
在上下水平交错的风刀吹出的热风的作用下,极片将保持小幅正弦气浮状态。
以上是理论上的,实际上,其流程分布并不均匀,参见如下:
二、风刀的机构分析
风刀是烘箱内的核心均流元件,风刀主要起到对气流组织、调整及匀流的作用,是涂布机厂家的关键技术,所以不同设备厂家的风刀(空气喷嘴)有着不同的结构、功能和特性。典型结构如下。

风刀在起到均流作用的同时,也是阻力部件,其特性具体体现在:

a, 气流经由风室进入风刀,通过均流筛孔后聚集于渐缩通道,此处压强较大,而风刀出口压强较小,因此气流在压力的作用下从狭缝出口吹出,吹向极片。均流筛孔及渐缩通道对杂乱无章的气流具有一定的组织与均流作用,这体现了风刀的均流特性。
b, 风刀实为一阻力元件,气流在其内部流动时必然产生一定的压力损失,因此风刀的阻力不宜过大。阻力过大则会降低风刀出口的气流速度,削弱与极片表面湿溶剂的对流换热效果,同时增加整个烘箱的阻力,造成一定程度的风机能耗增大,这体现了风刀的阻力特性。风刀的阻力越小越好,但同时应保证其均流效果的优异性。

风刀流场特性的影响因素是:风刀的开孔率、狭缝出口宽度及送风高度等参数。

开孔率

开孔率即开孔范围,代表了筛板上开孔面积与整张筛板的面积比

当开孔尺寸不同即开孔率不同时,风刀内部气流的速度迹线分布相似,因此仅以开孔尺寸为 4mm,即开孔率为 12.6%的风刀为例,进行速度迹线分布的流场分析,如图。
从图中可以看出气流由风刀上方矩形通道进入,通过均流筛板上的圆型小孔进入风刀内部,一部分缓慢进入渐缩通道,向出口流去,另一部分则在内胆上方聚集回旋后进入渐缩通道,最终以较大的速度从狭缝出口冲出,随后向两侧的压力出口进行流动。与风刀两侧壁面相近的漩涡,显示出了气流在风刀内的流动并不充分,并伴随较大阻力的产生。
开孔率不同,各风刀出口的最大风速与平均风速基本相同,速度的均方差差别不大,说明开孔率对风刀的均流特性影响不大。如下:
开孔尺寸不同,各模型出口的平均总压大小基本一致,差别主要在于入口的平均总压。随着开孔尺寸的增大,入口的平均总压逐渐减小,进出口的平均全压差值亦逐渐减小。综上可得,开孔越大,气流在风刀内流动所受到的阻力越小,原因主要为气流在均流孔处的汇集越集中,所受到的阻力也就越大,但开孔尺寸的大小对风刀的均流特性影响不大。
本文暂对风刀介绍如上,下期狭缝宽度等对流场的影响,欢迎关注。
举报/反馈

锂电知识分享

382获赞 529粉丝
新能源行业从业者,分享一些行业知识
关注
0
0
收藏
分享