一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统及其工艺方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统及其工艺方法，所述极片烘干系统由热风站、热风输控系统、涂布机烘箱、涂布机控制系统构成，热风站通过热风输送管道与热风输控系统连接，热风输控系统通过烘箱下部热风送风管和烘箱上部热风送风管与涂布机烘箱连接，极片烘干系统内各电气控制元件通过系统控制线路与涂布机控制系统相连。本发明专利技术所述的一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统及其工艺方法，能源利用率高，采用燃料燃烧获取热能，相较于直接用电阻加热，能源利用率高，能耗低，成本低，获取同样的热量，花费的成本比电加热低30%～55%，更加环保，从整体上来讲，燃气燃烧排放要远低于生产同样电能的燃煤排放。要远低于生产同样电能的燃煤排放。要远低于生产同样电能的燃煤排放。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统及其工艺方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电芯生产领域，特别涉及一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统及其工艺方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池生产制备过程中，在前段涂布工序，极片在涂布机头涂布完毕后需要进行烘干，目前，主流的烘干设备为隧道式长烘箱，其由若干单节烘箱串联而成，每节烘箱根据烘干要求可以单设温度，加热方式为电加热，每节烘箱外设鼓风机向烘箱内鼓风，在电热棒的作用下冷风加热成为热风，极片涂层浆料中的溶剂在热风场的流动下被蒸发带走，达到极片烘干的目的。
[0003]涂布烘箱的热源为电热能，即电能通过电阻转换为热能，此种加热方式的优点有：
①
热效率高，电加热的热效率可达90%～95%；
②
升温较快，电加热可以在较小范围内集中产生大量热量，更快速的达到设定温度；
③
可控性较强，易于实现自动控温和远程温度调节；
④
环保，加热不产生残余物和烟灰，同时能保持被加热物和加热工具的清洁；
⑤
热惯性小，控制精度高；
⑥
一次性投入较小，只需在每节烘箱内安装电阻加热棒即可；
⑦
安全性好，电加热不产生明火，加热过程较安全。
[0004]但是，利用电能转换成热来进行加热和烘干，也有很大的缺陷和弊端，包括：
①
能耗很大，一条产能800万安时的锂电池涂布线，每月涂布烘干耗电约20万度电；
②
成本高，按照每度电平均电价0.75元计算，产能800万安时的锂电池涂布线，每月涂布烘干耗电费用约15万元；
③
能源利用率低，电能是一种高品位能源，而热能是一种低品位能源，目前国内发电量的70%是燃煤火电，燃煤火电的发电效率仅有40%，从这意义上讲把电能再转换成热能来进行烘干是一种能源的浪费，总体上对于节能减排环境保护来说是十分不利的，对于获取热能来说，各种能源的指标数据如表1所示。
[0005]表1主要热能获取方式及其转化成本指标通过分析表1中的数据可知，通过燃料直接燃烧氧化，将化学能转换为热能来烘干极片，不失为一条节能降耗的好方法，而且随着我国热工学的发展，热机的效率越来越高，安全性越来越好，热机控制技术日益先进，电气化自动化及计算机技术已成为基本的应用技术，当然，利用燃料燃烧获取热能来烘干极片必须要解决几个问题：
①
热载体不能含有与浆料反应的物质成分；
②
热系统的效率应尽量提高；
③
如何实现烘箱内的温度场及风场分布；
④
如何实现温度的精确控制；
⑤
如何实现环保生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统及其工艺方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统，所述极片烘干系统由热风站、热风输控系统、涂布机烘箱、涂布机控制系统构成，所述热风站通过热风输送管道与热风输控系统连
接，所述热风输控系统通过烘箱下部热风送风管和烘箱上部热风送风管与涂布机烘箱连接，极片烘干系统内各电气控制元件通过系统控制线路与涂布机控制系统相连。
[0008]优选的，所述热风站由燃烧室、蓄热换热室、烟室构成，三个腔室为相互贯通的整体结构，燃烧室前端设有燃烧器，燃烧器外接燃气输送管道，燃气输送管道上设有燃气电磁阀，燃烧室前部还设有助燃风鼓风管，助燃风鼓风管与助燃鼓风机连接，蓄热换热室内设有蓄热换热器，蓄热换热器上部设有热风出口，热风出口与高温引风机通过热风出风管道连接，蓄热换热器下部设有冷风进口，冷风进口与冷风鼓风机通过冷风送风管连接，烟室尾部设有烟囱，烟囱与烟室排风机通过排烟管道连接，烟室内部设有余热利用器，余热利用器前端与助燃鼓风机通过助燃暖风管道相连接，余热利用器后端与固定在烟室外壁上的助燃冷风入口连接。
[0009]优选的，所述热风输控系统主要由不少于一条的热风配送总管和每条热风配送总管之上延伸出不少于一条的热风配送支管构成，每条热风配送支管上都装有热风分配电磁阀，热风配送支管与热风分配风机相连，热风分配风机与热风分配管道相连，热风分配管道末端又与烘箱下部热风送风管和烘箱上部热风送风管相连接，热风分配管道前部设有冷风配风管道，冷风配风管道与冷风配风风机连接，冷风配风管道上还装有冷风配风电磁阀。
[0010]优选的，所述涂布机烘箱由至少三节单体烘箱串联，形成前后贯通的烘箱腔室，烘箱腔室的每节单体烘箱腔室侧面上部与烘箱上部热风送风管连接，其侧面下部与烘箱下部热风送风管相连，烘箱腔室顶部与烘干废气抽风管相连，而烘干废气抽风管通过NMP回收系统与烘箱排风机连接。
[0011]优选的，所述涂布机控制系统除常规控制组件外，还包括：烘干系统内所有的电气元器件如各电磁阀、各风机、燃烧器等均通过系统控制线路集成连接到涂布机控制台上。
[0012]一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统的工艺方法，包括以下操作步骤：S1：热风制备，燃料输入热风站的燃烧室进行燃烧氧化，产生富含热量的热烟气，热烟气进入蓄热换热室将热能转换给从外界输入的自然冷风生产洁净热风，剩余冷烟气进入烟室，进一步将热量转换给助燃风后从排烟机排入大气；S2：热风调质与输送，热风站生产的洁净热风进入输风管道，经过电磁阀和热风分配风机调节达到设定流量比例，然后与设定流量的外界冷风混合，达到设定温度后输入烘箱腔室；S3：热场风场建立及极片烘干，根据极片烘干温度曲线的要求，烘箱从前往后分为低温风场、高温风场、低温风场三个部分，修正每一部分烘箱的热风输入温度和流量，待热场及风场稳定后，开始极片涂布和烘干，烘干废气在烘箱排风机的作用下直接或者经过NMP回收后排入大气。
[0013]优选的，所述热风制备过程中，燃料为天然气、液化石油气或煤气中的一种。
[0014]优选的，所述热风制备过程中，热烟气的温度控制在300～600℃，洁净热风的出口温度控制在150～250℃，冷烟气排放温度＜55℃。
[0015]优选的，所述热风调质与输送过程中，外界冷风与输送热风的配合比为0.2～2.5。
[0016]优选的，所述热场风场建立及极片烘干中，低温风场温度控制在75～100℃，高温风场温度控制在100～125℃，高温与低温风场的风量比为1.2～2.0。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
（一）能源利用率高，采用燃料燃烧获取热能，相较于直接用电阻加热，能源利用率高。
[0018]（二）能耗低，成本低，获取同样的热量，花费的成本比电加热低30%～55%。
[0019]（三）更加环保，从整体上来讲，燃气燃烧排放要远低于生产同样电能的燃煤排放。
[0020]（四）整个产线集成控制，简单方便。采用多级风机和阀门控制，风流量及温度控制精度较高，烘干温度场和风场均匀稳定，烘干效果好。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统，其特征在于：所述极片烘干系统由热风站（100）、热风输控系统（200）、涂布机烘箱（300）、涂布机控制系统（400）构成，所述热风站（100）通过热风输送管道（117）与热风输控系统（200）连接，所述热风输控系统（200）通过烘箱下部热风送风管（209）和烘箱上部热风送风管（210）与涂布机烘箱（300）连接，极片烘干系统内各电气控制元件通过系统控制线路（401）与涂布机控制系统（400）相连。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统，其特征在于：所述热风站（100）由燃烧室（104）、蓄热换热室（107）、烟室（108）构成，三个腔室为相互贯通的整体结构，燃烧室（104）前端设有燃烧器（103），燃烧器（103）外接燃气输送管道（101），燃气输送管道（101）上设有燃气电磁阀（102），燃烧室（104）前部还设有助燃风鼓风管（120），助燃风鼓风管（120）与助燃鼓风机（111）连接，蓄热换热室（107）内设有蓄热换热器（112），蓄热换热器（112）上部设有热风出口（118），热风出口（118）与高温引风机（106）通过热风出风管道（105）连接，蓄热换热器（112）下部设有冷风进口（119），冷风进口（119）与冷风鼓风机（113）通过冷风送风管（115）连接，烟室（108）尾部设有烟囱（109），烟囱（109）与烟室排风机（110）通过排烟管道（121）连接，烟室（108）内部设有余热利用器（116），余热利用器（116）前端与助燃鼓风机（111）通过助燃暖风管道（114）相连接，余热利用器（116）后端与固定在烟室（108）外壁上的助燃冷风入口（122）连接。3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池涂布工序极片烘干系统，其特征在于：所述热风输控系统（200）主要由不少于一条的热风配送总管（201）和每条热风配送总管（201）之上延伸出不少于一条的热风配送支管（203）构成，每条热风配送支管（203）上都装有热风分配电磁阀（202），热风配送支管（203）与热风分配风机（204）相连，热风分配风机（204）与热风分配管道（205）相连，热风分配管道（205）末端又与烘箱下部热风送风管（209）和烘箱上部热风送风管（210）相连接，热风分配管道（205）前部设有冷风配风管道（206），冷风配风管道（206）与冷风配风风机（207）连接，冷风配风管道（206）上还装有冷风配风电磁阀（208）。4.根据权利要求3所述的一种锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚继蓬，王璐，李群，梁海涛，
申请(专利权)人：泰安岱力能新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：