一种自动化真空干燥工艺方法

技术领域

本发明涉及真空干燥技术领域，尤其涉及一种适用于高镍三元正极材料的自动化真空干燥工艺方法。

背景技术

锂电池是一种高能量密度、长寿命、轻便易携带的电池，它被广泛用于移动设备、电动汽车、无人机、太阳能储能等领域。随着可再生能源和智能电网的发展，锂电池将在未来变得更加重要，锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质和电池外壳几个部分组成，其中正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，直接决定电池的能量密度及安全性，进而影响电池的综合性能。

高镍三元正极以其高比容量成为了目前锂电正极材料未来最有应用前景的选择，但是，由于高镍三元正极材料是湿料，会产生粘黏现象，现有的针对高镍三元正极材料的干燥方法干燥效果较差，不能保证高镍三元正极材料干燥效果的一致性。

发明内容

本发明公开的一种自动化真空干燥工艺方法，解决了现有的针对高镍三元正极材料的干燥方法干燥效果较差，不能保证高镍三元正极材料干燥效果一致性的问题，实现高镍三元正极材料干燥的自动化，有效保证高镍三元正极材料干燥效果的一致性。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开一种自动化真空干燥工艺方法，包括以下步骤：

将高镍三元正极材料投放入真空干燥机内；

控制模块控制热油供应模块提供导热油，对真空干燥机内的物料进行加热干燥；

控制模块控制真空干燥机进行横摇运动和纵摇运动；

控制模块控制抽气模块将真空干燥机内部抽真空；

干燥完成后，控制模块控制卸料模块将真空干燥机内的浆料进行卸除；

控制模块控制热空气回收模块和热油回收模块将真空干燥机内的热空气和热油进行回收；

对产品进行干燥质量检测，将控制参数与干燥效果生成数据库和影响因素对比。

进一步地，将高镍三元正极材料投放入真空干燥机内的具体实现包括：

材料投放模块将高镍三元正极材料投放入真空干燥机，并实时监测投放入真空干燥机的高镍三元正极材料的重量，并将实时监测到的投放入真空干燥机的高镍三元正极材料的重量值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储材料投放模块投放的高镍三元正极材料的重量，并将获得的投放的高镍三元正极材料的重量与预设值作对比，控制材料投放模块投放的高镍三元正极材料的重量。

进一步地，真空干燥机进行横摇运动和纵摇运动的具体实现包括：

真空干燥机X轴运动频率传感器和运动幅值传感器实时监测真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值，并将监测到的X轴方向的运动频率和运动幅值传送值控制模块；

真空干燥机Y轴运动频率传感器和运动幅值传感器实时监测真空干燥机在Y轴方向的运动频率和运动幅值，并将监测到的Y轴方向的运动频率和运动幅值传送值控制模块；

真空干燥机内的湿度传感器实时监测真空干燥机内的湿度，并将监测到的湿度值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值、在Y轴方向的运动频率和运动幅值、真空干燥机内的湿度值；

控制模块根据真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值、在Y轴方向的运动频率和运动幅值、真空干燥机内的湿度值，控制真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值、在Y轴方向的运动频率和运动幅值。

进一步地，将真空干燥机内部抽真空的具体实现包括：

真空干燥机内的压力传感器实时监测真空干燥机内的压力，并将监测到的压力值传送值控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机内的压力传感器传送的数据值，并将接收到的数据值与预设值作对比，若接收到的数据值高于预设值，则控制模块控制抽气模块对真空干燥机进行抽气。

进一步地，将真空干燥机内的浆料进行卸除的具体实现包括：

真空干燥机内的湿度传感器实时监测真空干燥机内的湿度值，并将监测到的数据值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机内的湿度值，并将接收到的湿度值与预设值作对比，当接收到的数据值小于或等于预设值时，控制模块则控制卸料模块将真空干燥机内的物料卸除。

进一步地，将真空干燥机内的热空气进行回收的具体实现包括：

热空气回收模块实时监测对抽气模块抽取气体的回收时间和回收流量，并将监测到的数据值发送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储接收到的热空气回收时间和回收流量，并控制热空气回收模块的回收时间和回收流量。

进一步地，将真空干燥机内的热油进行回收的具体实现包括：

热油回收模块实时监测对热油供应模块提供的导热油的回收时间和回收流量，并将监测到的数据值发送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储接收到的热油回收时间和回收流量，并控制热油回收模块的回收时间和回收流量。

进一步地，对真空干燥机内的物料进行加热干燥的具体实现包括：

真空干燥机内的温度传感器实时监测真空干燥机内的温度值，并将监测到的数据值传送至控制模块；

热油供应模块实时监测提供的导热油的温度和流量，并将监测到的数据值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机内的温度值、导热油的温度和流量，并将接收到的真空干燥机内的温度值与预设值作对比，若接收到的真空干燥机内的温度值小于预设值，则控制模块控制热油供应模块提供的导热油的温度和流量。

有益技术效果：

1、本发明公开一种自动化真空干燥工艺方法，包括以下步骤：将高镍三元正极材料投放入真空干燥机内；控制模块控制热油供应模块提供导热油，对真空干燥机内的物料进行加热干燥；控制模块控制真空干燥机进行横摇运动和纵摇运动；控制模块控制抽气模块将真空干燥机内部抽真空；干燥完成后，控制模块控制卸料模块将真空干燥机内的浆料进行卸除；控制模块控制热空气回收模块和热油回收模块将真空干燥机内的热空气和热油进行回收；对产品进行干燥质量检测，将控制参数与干燥效果生成数据库和影响因素对比，解决了现有的针对高镍三元正极材料的干燥方法干燥效果较差，不能保证高镍三元正极材料干燥效果一致性的问题，实现高镍三元正极材料干燥的自动化，有效保证高镍三元正极材料干燥效果的一致性；

2、本发明公开的自动化真空干燥工艺方法中，控制模块控制热空气回收模块对干燥机内的热空气进行回收，实现对真空干燥机内抽取的热空气的回收利用，实现高效节能的生产模式；

3、本发明公开的自动化真空干燥工艺方法中，控制模块控制热油回收模块对干燥机内的导热油进行回收，实现油液的循环加热利用，有效节能；

4、本发明公开的自动化真空干燥工艺方法中，实现对干燥过程的监测和控制，并记录、存储反应的实时数据，对比实时监测的数据与预设数值，通过控制模块对各个其他模块进行控制，并可通过对不同批次的产品质量进行对比，获取最优批次的控制参数数据，通过数据迭代，获得最优控制参数，获取最优干燥数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明所述的一种自动化真空干燥工艺方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明公开一种自动化真空干燥工艺方法，参见图1，具体包括以下步骤：

S1：将高镍三元正极材料投放入真空干燥机内；

通过流量计或重量计等检测装置实时监测投放量，并通过控制模块对投放时间进行精确调节，实现对投放正极材料总量的精准控制；

具体地，材料投放模块将高镍三元正极材料投放入真空干燥机，并实时监测投放入真空干燥机的高镍三元正极材料的重量，并将实时监测到的投放入真空干燥机的高镍三元正极材料的重量值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储材料投放模块投放的高镍三元正极材料的重量，并将获得的投放的高镍三元正极材料的重量与预设值作对比，控制材料投放模块投放的高镍三元正极材料的重量。

S2：控制模块控制热油供应模块提供导热油，对真空干燥机内的物料进行加热干燥；

真空干燥机主要分为三层，最里层是料仓，然后第二层是夹套，第三层是保温层，第二层夹套里是充满导热油，用于加热料仓，热油供应模块的作用就是向夹套内填充导热油，保证料仓内温度，加热正极材料；

结合正极材料的物料特性和工艺要求，可以采用导热油作为加热介质，通过温度传感器在真空干燥机内进行多点温度实时监测，并通过控制模块对加热温度和热油流量进行精确调节，实现高效、稳定和可控的导热油投放过程；

具体地，热油供应模块向真空干燥机的夹套层填充导热油，并实时监测填充的导热油的温度和流量，并将实时监测到的数据值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储热油供应模块填充的导热油的温度和流量与预设值作对比，控制热油供应模块填充的导热油的温度和流量。

真空干燥机内的温度传感器实时监测真空干燥机内的温度值，并将监测到的数据值传送至控制模块；

热油供应模块实时监测提供的导热油的温度和流量，并将监测到的数据值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机内的温度值、导热油的温度和流量，并将接收到的真空干燥机内的温度值与预设值作对比，若接收到的真空干燥机内的温度值小于预设值，则控制模块控制热油供应模块提供的导热油的温度和流量。

S3：控制模块控制真空干燥机进行横摇运动和纵摇运动；

真空干燥机包括横摇运动和纵摇运动，且横摇运动和纵摇运动均采用多个电推杆实现，通过控制模块对真空干燥机的横摇频率、横摇幅值、纵摇频率与纵摇幅值进行精确控制，以确保物料干燥效果符合要求；

具体地，真空干燥机X轴运动频率传感器和运动幅值传感器实时监测真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值，并将监测到的X轴方向的运动频率和运动幅值传送值控制模块；

真空干燥机Y轴运动频率传感器和运动幅值传感器实时监测真空干燥机在Y轴方向的运动频率和运动幅值，并将监测到的Y轴方向的运动频率和运动幅值传送值控制模块；

真空干燥机内的湿度传感器实时监测真空干燥机内的湿度，并将监测到的湿度值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值、在Y轴方向的运动频率和运动幅值、真空干燥机内的湿度值；

控制模块根据真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值、在Y轴方向的运动频率和运动幅值、真空干燥机内的湿度值，控制真空干燥机在X轴方向的运动频率和运动幅值、在Y轴方向的运动频率和运动幅值。

S4：控制模块控制抽气模块将真空干燥机内部抽真空；

在干燥过程中，真空干燥机内需要持续保持负压状态，所以，真空干燥机采用压力传感器对料仓内压力进行实时精准监测，优选地，真空干燥机内设有压力报警系统，防止气体没有及时排出导致料仓内部压力过大时，损坏设备。

在干燥过程中，通过真空泵和真空干燥机内压力传感器配合使用，使真空干燥机内持续保持负压状态，通过对真空泵规格的选用、抽气时间进行精准控制和对抽气流量进行反馈调节，实现对料仓内气压状态的精准控制；

具体地，真空干燥机内的压力传感器实时监测真空干燥机内的压力，并将监测到的压力值传送值控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机内的压力传感器传送的数据值，并将接收到的数据值与预设值作对比，若接收到的数据值高于预设值，则控制模块控制抽气模块对真空干燥机进行抽气。

S5：干燥完成后，控制模块控制卸料模块将真空干燥机内的浆料进行卸除；

卸料可以实现常规卸料与紧急卸料，在正常完成生产任务时，通过卸料泵对真空干燥机内的正极材料进行抽取，并通过控制模块对卸料速度进行精准调节，实现高效稳定的卸料过程；

具体地，真空干燥机内的湿度传感器实时监测真空干燥机内的湿度值，并将监测到的数据值传送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储真空干燥机内的湿度值，并将接收到的湿度值与预设值作对比，当接收到的数据值小于或等于预设值时，控制模块则控制卸料模块将真空干燥机内的物料卸除。

S6：控制模块控制热空气回收模块和热油回收模块将真空干燥机内的热空气和热油进行回收；

真空干燥机内由热油供应模块提供热量，将物料中水分蒸发，为保证真空干燥机内处于负压状态，产生热的水蒸气由抽气模块进行抽取，再由热空气回收模块进行回收利用，用于加热油液，通过对泵规格的选用、热空气回收时间进行精准控制和对热空气回收流量进行反馈调节，使热空气稳定回收，实现对热空气回收的精准控制；

具体地，热空气回收模块实时监测对抽气模块抽取气体的回收时间和回收流量，并将监测到的数据值发送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储接收到的热空气回收时间和回收流量，并控制热空气回收模块的回收时间和回收流量。

真空干燥机内由热油供应模块提供热量，提供热量的油液需通过热油回收模块进行回收，将其再加热利用，实现油液的循环使用，通过对泵规格的选用、热油回收时间进行精准控制和对热油回收流量进行反馈调节，使热油稳定回收，实现对热油回收的精准控制；

具体地，热油回收模块实时监测对热油供应模块提供的导热油的回收时间和回收流量，并将监测到的数据值发送至控制模块；

控制模块接收、记录并存储接收到的热油回收时间和回收流量，并控制热油回收模块的回收时间和回收流量。

S7：对产品进行干燥质量检测，将控制参数与干燥效果生成数据库和影响因素对比。

具体地，结合生产后对产品干燥效果的检测，将以上所有的参数的选用与控制和干燥效果进行数据库生成和影响因素对比，通过数据迭代，可对工艺工程与参数选用控制进行二次优化，生成最优的横摇频率、横摇幅值、纵摇频率、纵摇幅值等参数，为后续生产提供数据支持。

本发明公开的自动化真空干燥工艺方法，实现对干燥过程的监测和控制，并记录、存储反应的实时数据，对比实时监测的数据与预设数值，通过控制模块对各个其他模块进行控制，并可通过对不同批次的产品质量进行对比，获取最优批次的控制参数数据，通过数据迭代，获得最优控制参数，获取最优干燥数据。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。