[發明專利]一種惰性氣體循環式NMP回收系統及其運行方法

有效

• 申請號: 201810243533.0
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108365291B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李國華;于申軍;石璐瑞
• 申請（專利權）人: 中創新航技術研究院（江蘇）有限公司;中創新航科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;B01D53/06
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 于寶慶;李華

本發明涉及一種惰性氣體循環式NMP回收系統及其運行方法，該系統采用惰性氣源為NMP回收系統提供惰性氣體作為工藝氣體，工藝氣體與回風在換熱機構中實現熱交換，溶劑是具有吸收NMP功能的液體，在吸收機構中實現工藝氣體中的NMP蒸汽被溶劑吸收，冷卻機構用于冷卻溶劑，經過溶劑吸收處理后得到的工藝氣體作為回風重新進入換熱機構，最終再返回涂布烘箱，循環利用。本發明采用惰性氣體替代空氣作為涂布工藝氣體，通過溶劑吸收的辦法以實現工藝氣體中的NMP回收，可有效防止系統運行過程中意外事故的發生，提高系統安全性，同時可以有效進行NMP回收，實時控制惰性氣體與空氣切換、溶劑補充和溶液排出，降低鋰離子電池生產工藝成本。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其是在鋰離子電池生產涂布工藝中采用的一種惰性氣體循環式NMP回收系統及其運行方法。

背景技術

在鋰離子電池生產過程中，NMP(N-甲基吡咯烷酮)常常被用作正極合漿(將活性物質、導電劑、粘結劑均勻分散到溶劑中)的溶劑，在隨后的涂布工序(將漿料均勻涂布到集流體上)，需要將NMP從漿料涂層中去除：空氣進入涂布烘箱的加熱機構被加熱成熱空氣，熱空氣以一定的速度吹向漿料涂層，漿料涂層吸熱，其中的NMP受熱蒸發，工藝氣體(用于涂布干燥的氣流)被從涂布烘箱中抽出，進入NMP回收系統的換熱機構，與回風進行換熱；換熱降溫后的工藝氣體再進入NMP回收系統的冷凝機構和(或)溶劑吸收機構等，以實現NMP回收；經過換熱降溫、NMP回收后得到的工藝氣體作為回風重新進入換熱系統，然后再回到涂布烘箱，被重新加熱形成熱空氣吹向漿料涂層；或者經過換熱降溫、NMP回收后得到的工藝氣體直接排放到外界環境，采用這種方案時需要從外界采集新空氣補入，新空氣進入NMP回收系統的換熱機構、再進入涂布烘箱的加熱機構被加熱后吹向濕極片，以上描述就是現有NMP回收系統的基本工作原理。

現行的NMP回收系統，由于使用空氣作為涂布干燥的工藝氣體，具有安全隱患：NMP閃點只有約90℃，隨著涂布烘箱中NMP含量逐漸升高，當熱空氣溫度較高(超過100℃)時，有著火的危險；當熱空氣中NMP濃度達到爆炸極限(體積含量上升至約0.99％)時，有發生爆炸的危險。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本發明提供一種惰性氣體循環式NMP回收系統及其運行方法，該系統以非活性氣體為工藝氣體，可以有效消除NMP著火和爆炸的風險，且可以高效回收NMP，降低鋰離子電池生產工藝成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種惰性氣體循環式NMP回收系統，用于鋰離子電池生產中涂布工藝氣體的回收，包括惰性氣源、換熱機構、吸收機構、溶劑儲罐以及溶液儲罐，所述的換熱機構管路連通涂布工藝所用的涂布烘箱，惰性氣源向涂布烘箱通入涂布所需的工藝氣體，溶劑儲罐向吸收機構內加入具有吸收NMP功能的溶劑，吸收機構管路連接有用于冷卻吸收機構內溶劑溶液的冷卻機構，吸收機構將換熱機構傳送來的NMP蒸汽通過溶劑吸收處理后得到的工藝氣體作為回風經換熱機構返回涂布烘箱，吸收機構底部與溶液儲罐連通。

所述的換熱機構與吸收機構之間設有換氣風機和換氣閥門，以實現工藝氣體在換熱機構與吸收機構之間的循環流動。

所述的換熱機構與涂布烘箱之間的進風管道上設有排氣風機，換熱機構與涂布烘箱之間的回風管道上設有回氣風機，回氣風機與涂布烘箱之間設有監測回風中惰性氣體濃度的惰性氣體濃度檢測儀、監測回風中NMP濃度的NMP濃度檢測儀。

所述的吸收機構和冷卻機構之間設有壓力泵，以實現溶劑溶液在吸收機構與冷卻機構之間的循環流動而冷卻溶劑。

所述的惰性氣源與涂布烘箱之間的管路上設有送氣風機，所述的惰性氣體為氮氣或氦氣或氬氣。

所述的吸收機構內設有控制溶劑儲罐向吸收機構補充溶劑的NMP濃度檢測儀、控制吸收機構向溶液儲罐排放溶液的液位感應器，吸收機構與溶劑儲罐之間的管路上設有溶劑補入閥門，吸收機構與溶液儲罐之間的管路上設有溶液排出閥門。