烘烤后冷却速率如何设定？对电芯质量有何影响？

大家好！我是不言，这是我的第162篇原创文章。

今天来聊一聊锂离子电池烘烤后的冷却速率对电芯质量的影响。

烘烤后冷却速率直接影响电芯结构完整性与水分控制。过快冷却易引发极片微裂纹和隔膜收缩，过慢则导致二次吸湿。本文解析温度梯度与惰性环境对质量的核心作用，并阐述梯度降温的工艺逻辑。

1.冷却速率要求

典型冷却速率在连续式真空干燥设备中，冷却段的降温速率应≥40℃/h（满载条件下）。

冷却终点温度烘烤结束后需将电芯冷却至≤50℃（部分工艺要求≤40℃）才能取出，以避免高温电芯接触空气后吸湿。

2.冷却速率对电芯质量的影响

过快冷却的风险

材料应力损伤极片或隔膜因温度骤变可能产生微裂纹，影响结构完整性。水分控制失效冷却过快可能导致电芯内部温度梯度增大，水分扩散不均，残留水分局部超标。隔膜收缩隔膜（如PE/PP材质）在快速冷却时可能发生收缩变形，增加短路风险。

过慢冷却的风险

生产效率降低冷却时间过长影响产线节拍。二次吸湿在冷却过程中若真空度不足或氮气纯度不够，电芯可能从环境中重新吸收水分。

3.优化冷却工艺的建议

梯度降温采用分阶段降温（如先自然降温至60℃，再强制风冷至40℃），避免温度突变。

惰性气体保护冷却全程维持真空或充入干燥氮气，防止水分回渗。

实时监控通过温度传感器监测电芯表面与核心区域的温差，确保≤3℃。

4.结论

冷却速率需平衡效率与质量，推荐≥40℃/h但避免超过60℃/h，并在惰性环境下进行，以保障电芯水分达标和结构稳定性。具体参数需根据电芯尺寸（如26650型与方形电芯差异）和材料特性（如隔膜耐温性）调整。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料

1.先进储能电池智能制造技术与装备，阳如坤

2.研发中心实验产线跟拉指引

3.先进电池制造失效分析与制造安全性，阳如坤

4.锂离子电池电芯真空烘烤过程导热与水分蒸发的机理研究，关玉明

5.一种锂离子电池电芯真空烘烤工艺的研究，关玉明

原文标题:烘烤后冷却速率如何设定？对电芯质量有何影响？