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東莞市豪恩檢測(cè)儀器有限公司作者
鋰電池生產(chǎn)中使用真空烤箱干燥，核心是為了去除電芯內(nèi)部的水分，避免水分與電解液反應(yīng)引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保障電池的電化學(xué)性能和循環(huán)壽命。這一環(huán)節(jié)是鋰電池制造的關(guān)鍵工序，直接決定電池的安全性和可靠性。
一、核心原因：規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)
水分是鋰電池安全的 “隱形威脅”，真空烤箱通過(guò)低氧、低溫干燥環(huán)境，從源頭切斷風(fēng)險(xiǎn)鏈條。
防止電解液分解產(chǎn)生氣體：鋰電池電解液含鋰鹽(如 LiPF6)，遇水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成 HF(氫氟酸)、CO2、H2 等腐蝕性氣體和有害物質(zhì)。這些氣體會(huì)導(dǎo)致電芯內(nèi)部壓力升高，可能引發(fā)鼓包、漏液，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致爆炸或起火。
避免腐蝕電極材料：反應(yīng)生成的 HF 具有強(qiáng)腐蝕性，會(huì)破壞正極、負(fù)極的活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)腐蝕集流體(如銅箔、鋁箔)，導(dǎo)致電極失效，直接引發(fā)電池故障。
二、關(guān)鍵作用：保障電池性能
除了安全，真空干燥還能從根本上提升鋰電池的核心性能指標(biāo)，確保其滿(mǎn)足使用需求。
提升充放電效率：電芯內(nèi)殘留的水分會(huì)增加電池的內(nèi)阻，導(dǎo)致充放電過(guò)程中能量損耗增大，表現(xiàn)為充電慢、放電時(shí)電壓下降快。真空環(huán)境能快速抽走水分，降低內(nèi)阻，保證電池的充放電效率。
延長(zhǎng)循環(huán)壽命：水分會(huì)加速電極材料的老化和電解液的分解，導(dǎo)致電池容量快速衰減。干燥后，電極與電解液的反應(yīng)更穩(wěn)定，能有效延長(zhǎng)電池的循環(huán)次數(shù)(如從幾百次提升至數(shù)千次)。
保證容量一致性：若電芯內(nèi)水分殘留量不均，會(huì)導(dǎo)致不同電芯的容量、電壓存在差異，組裝成電池組后易出現(xiàn) “木桶效應(yīng)”，整體性能下降。真空烤箱可實(shí)現(xiàn)均勻干燥，確保批量生產(chǎn)的電芯性能一致。
三、真空環(huán)境的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：高效且保護(hù)材料
相比普通熱風(fēng)干燥，真空烤箱的干燥方式更適配鋰電池的特性，兼顧 “高效” 與 “保護(hù)”。
低溫干燥，避免材料損傷：真空環(huán)境下水分沸點(diǎn)降低(如 1kPa 真空度下，水的沸點(diǎn)約 45℃)，可在 60-120℃的低溫區(qū)間實(shí)現(xiàn)快速干燥。這能避免高溫破壞電極材料的晶體結(jié)構(gòu)(如正極三元材料高溫下易分解)，同時(shí)防止粘結(jié)劑(如 PVDF)失效導(dǎo)致電極脫落。
無(wú)氧化風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)活性物質(zhì)：真空環(huán)境中氧氣含量極低，可避免電極材料(尤其是負(fù)極石墨、鎳材料)在干燥過(guò)程中與氧氣反應(yīng)，維持活性物質(zhì)的電化學(xué)活性，確保電池的能量密度。
干燥：普通干燥依賴(lài)熱風(fēng)帶走水分，易在電芯內(nèi)部(如極片孔隙、隔膜間隙)形成 “水分死角”；而真空環(huán)境能通過(guò)負(fù)壓快速抽走蒸發(fā)的水分，實(shí)現(xiàn)電芯內(nèi)外的深度干燥，通常要求最終水分含量控制在 50ppm 以下(部分高規(guī)格電池要求≤20ppm)。
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