[發明專利]使用熱泵熱回收和噴淋塔的鋰電池極片涂布機烘干系統

在審

• 申請號: 201810562726.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108607791A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 張春路;劉洪鑫;曹祥;邵亮亮
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B05D3/04
• 分類號: B05D3/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種使用熱泵熱回收和噴淋塔的鋰電池極片涂布機烘干系統，包括烘道、用于對烘道通過空氣加熱的下加熱組件與上加熱組件、熱泵系統、噴淋塔及空氣熱交換器，熱泵系統用于實現空氣冷卻，且回收冷卻過程中帶走的熱量，噴淋塔內空氣通道與熱泵系統的空氣通道相連通，噴淋塔用于帶走氣體中的有機溶劑，凈化氣體，空氣熱交換器用于實現熱泵系統、噴淋塔、下加熱組件、上加熱組件中流動空氣的熱交換。本發明采用閉式循環，不排放廢氣，降低了環境污染，同時可以回收有機溶劑，減少了資源浪費，使用空氣熱交換器和熱泵系統，回收熱量用于對空氣的重新加熱，減少能量損失的同時也降低了烘干系統的加熱負荷。

技術領域

本發明涉及一種鋰電池極片涂布機烘干系統，尤其是涉及一種使用熱泵熱回收和噴淋塔的鋰電池極片涂布機烘干系統。

背景技術

隨著新能源產業的興起，特別是混合動力和純電動汽車的興起，市場對鋰離子電池的能量密度、安全性、成本等方面提出了更高的要求，鋰電池產業也面臨前所未有的挑戰。目前限制鋰離子電池容量提升的關鍵在正極材料，想要提升鋰離子電池容量及穩定電池性能，需要開發新型正極材料和相應適合的粘結劑。正極常用粘結劑主要以油性PVDF(聚偏氟乙烯)為主，PVDF作為正極粘結劑具有良好的抗氧化性、耐化學品性，特別是在某些有機溶劑(EC、DEC、DMC等)穩定性好。以EC膠為例，其主要成分為α-氰基丙烯酸正辛脂，由于具有膠接強度大、化學性能穩定等優點，所以常被作為有機溶劑在鋰電池制造行業廣泛應用。

鋰離子電池的干燥工序，是整個電池制造的關鍵工藝之一，對電池性能起決定性作用。一臺涂布機的投資主要取決于干燥技術，干燥效率直接決定涂布線速度，干燥均勻性對涂布質量產生影響。鋰電池極片干燥是將涂布后極片通過牽引裝置進入干燥烘道進行干燥，其主要目的是將極片表面的有機溶劑(EC膠等)從涂層中除去，使濕涂層變為均勻的干涂層。

在目前的涂布機烘干系統中，通常不對EC膠進行有效的處理，常見的做法是：將一部分含EC膠的空氣直接排放到環境中，同時從機房內引入等量的新風來保證進風量。這種做法一方面會污染環境，同時也把大量的熱量排放到室外，造成能源的極大浪費，也會增加電加熱包的能耗。CN 206019086 U公開了一種使用全熱交換器和熱泵系統實現有機溶劑回收和涂布機空氣加熱的方法，但該方法并不能適用于EC膠，因為EC膠在低于50℃的條件下會重新凝固，當含有EC膠的接觸冷表面時會直接粘附在冷表面上，堵塞換熱器，所以EC膠不能用冷凝法去除，必須使用噴淋法去除。

通過熱回收裝置可以有效地利用外排空氣中的熱量，使其變為更低品位的熱能。CN 101693230 A公開了一種使用余熱回收器的涂布機熱回收節能方案，將混合廢氣中的熱能回收用來加熱新風，使送入的新風具有一定的溫度。然而，在該方案中，烘干系統仍為開式系統，EC膠直接排放到空氣中，容易造成環境的污染和資源的浪費。

發明內容

為了減少涂布機烘干過程中不必要的能量損失，降低鋰電池極片烘干系統的加熱負荷，同時盡可能回收循環空氣中的有機溶劑(如EC膠)，減少環境污染和資源浪費，本發明提出了一種使用熱泵熱回收和噴淋塔的鋰電池極片涂布機烘干系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種使用熱泵熱回收和噴淋塔的鋰電池極片涂布機烘干系統，包括：

用于烘干極片的烘道，

設置在烘道下方的用于對烘道加熱的下加熱組件，所述下加熱組件用于向烘道提供加熱空氣，

設置在烘道上方的用于對烘道加熱的上加熱組件，所述上加熱組件用于向烘道提供加熱空氣，

熱泵系統：所述熱泵系統包括制冷劑通道與空氣通道，所述熱泵系統用于實現空氣冷卻，且回收冷卻過程中帶走的熱量，

噴淋塔：設有空氣通道，噴淋塔內空氣通道與熱泵系統的空氣通道相連通，所述噴淋塔用于帶走氣體中的有機溶劑，凈化氣體，