维度网讯,德国弗劳恩霍夫激光技术研究所与Coatema公司研发中心合作,正在推动激光干燥技术在电池电极制造领域的产业化应用,该技术有望实现能耗降低30%至50%,设备占地面积减少50%至70%。
工业干燥过程消耗大量能源,在电池电极制造领域尤为突出。Coatema公司研发中心副总裁Thomas Kabul指出,若涂布线以每分钟80至100米的高速运行,配套干燥炉也必须达到同等长度,占据大量厂房空间。弗劳恩霍夫激光技术研究所薄膜加工部门经理Samuel Moritz Fink博士领导的团队,正致力于探索如何利用激光干燥实现更可持续的制造工艺。
实验室内设有一套完整的激光干燥测试系统,包含基准测试用的热风干燥模块、涂布模块以及激光干燥模块。研究重点为锂离子电池电极,同时也在探索燃料电池、印刷电子等领域的电极材料。激光干燥的核心优势在于能量传递方式的不同:传统热风干燥通过对流加热空气再加热电极,效率低下;而激光辐射被材料直接吸收,直接加热电极。
弗劳恩霍夫激光干燥模块集成了两套Laserline激光系统,配合光学系统创造出两个大型矩形激光光斑,总宽度达0.8米,可覆盖需加热的电极区域。研究团队使用热成像相机实时测量干燥过程温度,并通过闭环控制激光功率输出,实现了对温度和干燥条件的精确控制。
在Coatema公司的研发中心,一套集成两套激光系统的干燥设备已投入运行,总光斑长度达1米,可扩展至1.2米宽度,完全覆盖电池涂布区域。该设备被定位为“助推器”,放置在传统干燥炉前端,通过快速去除大部分溶剂,显著缩短后续热风干燥炉的长度。此外,该系统还可放置在干燥系统末端,作为后干燥系统,用于去除残留的微量溶剂。

激光技术带来的重要突破在于在线热成像监测。Kabul指出,传统对流干燥炉仅配备几个红外传感器,无法获得完整温度分布信息;激光系统使热成像相机能够实时监测整个幅面,从一维单点测量变为二维全面监测。这一能力提升有助于精确理解干燥过程,提高电池制造良率。在间歇涂布工艺中,激光可快速进行启停,只干燥涂布了材料的部分,不触碰未涂布的基材,因此不会产生热应力损伤。该特性使激光干燥适用于电解槽涂层、印刷电子等需间歇涂布的领域。

Samuel表示,通过现有系统已非常接近工业规模,能以连续工艺方式研究影响干燥系统的放大因素和组件,下一步将从当前中试线走向真正的工业化规模。Kabul认为,激光干燥不仅是节能技术,更是能够提升生产效率、优化工艺控制、拓展材料适用性的平台技术。
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