一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱及PID控制方法技术

本发明专利技术涉及极片烘干技术领域，更具体地，涉及一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱及PID控制方法。该烘箱包括箱体，箱体内设有第一风箱和第二风箱，箱体的顶部设有循环风机，循环风机连接有回风机构和送风机构，送风主管路分别与第一风箱和第二风箱气路导通，回风机构与气浮烘干通道气路导通。该PID控制方法包括：升温控制调节、保温控制调节、NMP浓度控制调节、空气过滤器压差控制调节。本发明专利技术整体的生产效率更高、符合节能减排的环保要求、投入成本和运行成本更低，使用更方便，设备的安全性更高；智能化的PID控制不会因炉气过高而损伤极片涂层质量，满足节约能耗的要求；并且对于NMP浓度失控或特殊情况，具备有效的应急处置解决措施。解决措施。解决措施。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱及PID控制方法


[0001]本专利技术涉及极片烘干
，更具体地，涉及一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱及PID控制方法。

技术介绍

[0002]当前的锂电池极片涂布生产工艺，主要采用的是湿法涂布方式，湿法涂布工艺中，是将正极或负极材料涂布在正极或负极集流体表面后，经过烘干贴合在一起，而烘干工序的主要设备为烘箱，对极片的生产效率和涂层的质量起到了至关重要的作用，同时烘箱也是能耗消耗最高的锂电池生产设备之一，并且在湿法涂布中，NMP溶剂的应用虽然对正负极材料带来利好，但同时也带来了需要把控安全和集中回收等问题。
[0003]目前技术手段中锂电池极片烘箱主要为外循环方式，其特点为烘箱单体配置2台风机，1台负责把加热后的空气输送进风箱和风嘴然后吹入烘箱内部对涂布后的基材进行加热和烘干，经过对流换热的空气经另1台风机抽离烘箱，然后将其集中排出，经过冷却后或经过热交换器预热新风后，输送至一个额外配置的NMP回收装置，此种方式的好处是可以做到NMP浓度不会在烘箱内累积提高，但缺点也尤为明显，如配置2台风机一供一排造成能耗较高，对排出的高温空气进行冷却造成能耗提高，即使是经过热交换器预热新风，在一定程度上起到部分热量回收利用的作用，但热交换效率有限，无法避免大量热能的浪费，造成整体生产效率低、运行成本高，对于NMP的集中回收处理，需要在线设置一套回收装置造成设备投入成本增加，烘箱两端极片进出口没有有效的密封装置，导致烘箱热量外泄损失和NMP外泄安全隐患，同时NMP浓度失控时没有有效的应急处置解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服上述
技术介绍
中所述的烘箱主要为外循环方式，热交换效率有限，无法避免大量热能的浪费，造成整体生产效率低、运行成本高的问题，提供一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱及PID控制方法。本专利技术采用内循环设计，高效节能、运行成本更低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱，包括箱体，所述箱体的内部设有供极片穿过的气浮烘干通道，所述气浮烘干通道的相对两侧分别设有第一风箱和第二风箱，第一风箱和第二风箱相对的一侧均设有用于对极片吹气以使极片产生悬浮力的风嘴，所述箱体的顶部外壁上设有循环风机，所述循环风机的引风端连接有回风机构、鼓风端连接有送风机构，所述送风机构包括设于所述箱体外壁上的送风主管路以及安装在所述送风主管路中的加热单元和空气过滤组件，所述送风主管路一端与所述循环风机的鼓风端连接、另一端同时分别与所述第一风箱和第二风箱气路导通，所述回风机构与所述气浮烘干通道气路导通。
[0006]为了进一步解决
技术介绍
的对于NMP的集中回收处理，需要在线设置一套回收装置造成设备投入成本增加，烘箱两端极片进出口没有有效的密封装置，导致烘箱热量外泄损失和NMP外泄安全隐患的问题，所述回风机构包括回风主管路以及安装在所述回风主管
路中的NMP吸附组件，所述回风主管路的出气端与所述循环风机的引风端连接，所述回风主管路的进气端与所述气浮烘干通道气路导通。
[0007]进一步的，所述空气过滤组件包括主过滤结构和支路过滤结构，所述主过滤结构包括安装在送风主管路中的主路空气过滤器以及所述送风主管路中分别安装在所述主路空气过滤器两侧的第一截止阀，所示支路过滤结构包括送风支管路和安装在所述送风支管路中的支路空气过滤器，所述送风支管路两端与所述送风主管路导通且分别位于所述主过滤结构的两侧，所述送风支管路中在所述支路空气过滤器的两端内部还分别设有第二截止阀。
[0008]进一步的，所述送风主管路上连接有用于检测主路空气过滤器两端压差的主路压差信号器，所述送风支管路上连接有用于检测支路空气过滤器两端压差的支路压差信号器。
[0009]进一步的，所述加热单元设于送风主管路内并位于所述送风支管路与所述循环风机之间，所述加热单元与所述循环风机之间设有第三截止阀。
[0010]进一步的，所述送风主管路上在所述第三截止阀与所述循环风机之间还连接有外排管路，所述外排管路上设有第四截止阀。
[0011]进一步的，所述NMP吸附组件与所述循环风机之间设有NMP检测仪，所述NMP吸附组件包括主吸附结构和支路吸附结构，所述主吸附结构包括安装在回风主管路中的主路NMP吸附装置以及所述回风主管路中分别安装在所述主路NMP吸附装置两侧的第五截止阀，所示支路吸附结构包括回风支管路和安装在所述回风支管路中的支路NMP吸附装置，所述回风支管路两端与所述回风主管路导通且分别位于所述主吸附结构的两侧，所述回风支管路中在所述支路NMP吸附装置的两端内部还分别设有第六截止阀。
[0012]进一步的，所述箱体的相对两侧壁分别开设有用于极片输送的输送口，所述气浮烘干通道位于2个所述输送口之间，所述箱体在每个所述输送口的相对两侧分别设有用于控制所述输送口启闭的气刀密封装置，所述箱体的外壁上设有与所述气刀密封装置连接的气刀风机，所述气刀密封装置与所述第一风箱和第二风箱之间具有气流间隙，所述箱体上设有用于检测所述气流间隙中气压的气刀压力表。
[0013]进一步的，所述箱体上设有用于检测所述气浮烘干通道中炉气温度的炉气热电偶，所述箱体的外侧壁上还设有用于检测所述输送口中所输送出的极片温度的红外测温仪。
[0014]还提供一种PID控制方法，用于上述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，包括以下步骤：
[0015]升温控制调节：加热单元以额定功率P0输出，实时获取所述炉气热电偶检测到的炉气温度T
a
，实时获取所述红外测温仪检测到的极片温度值T
b
并计算极片升温的温度变化率
△
T
b
；
[0016]当极片升温的温度变化率
△
T
b
≤X时，其中，X为设定阈值，则提高所述加热单元的输出功率；当检测到炉气温度T
a
≥T1时，其中，T1为炉气工艺设定温度，则降低所述加热单元的输出功率；如此循环调节；
[0017]保温控制调节：当T
a
和T
b
同时满足：T
b
＝T2、T
a
≤T1时，加热单元持续以功率P1输出。
[0018]进一步的，为了解决
技术介绍
中所述的NMP浓度失控时没有有效的应急处置解决
方案的问题，该PID控制方法还包括以下步骤：
[0019]NMP浓度控制调节：预设NMP浓度阈值Z，开启第五截止阀，关闭第六截止阀，实时获取NMP检测仪的检测值Z1；
[0020]当Z1≥Z时，关闭第五截止阀，开启第六截止阀，并同步发出提示工作人员更换主路NMP吸附装置的第一提示信号，实时获取NMP检测仪的检测值Z1；
[0021]当再次检测到Z1≥Z时，开启第五截止阀，关闭第六截止阀，并同步发出提示工作人员更换支路NMP吸附装置的第二提示信号，并重复上述操作。
[0022]还包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，包括箱体(1)，所述箱体(1)的内部设有供极片(100)穿过的气浮烘干通道(2)，所述气浮烘干通道(2)的相对两侧分别设有第一风箱(3)和第二风箱(4)，第一风箱(3)和第二风箱(4)相对的一侧均设有用于对极片(100)吹气以使极片产生悬浮力的风嘴(5)，所述箱体(1)的顶部外壁上设有循环风机(6)，所述循环风机(6)的引风端连接有回风机构(8)、鼓风端连接有送风机构(7)，所述送风机构(7)包括设于所述箱体(1)外壁上的送风主管路(70)以及安装在所述送风主管路(70)中的加热单元(16)和空气过滤组件，所述送风主管路(70)一端与所述循环风机(6)的鼓风端连接、另一端同时分别与所述第一风箱(3)和第二风箱(4)气路导通，所述回风机构(8)与所述气浮烘干通道(2)气路导通。2.根据权利要求1所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述回风机构(8)包括回风主管路(80)以及安装在所述回风主管路(80)中的NMP吸附组件(81)，所述回风主管路(80)的出气端与所述循环风机(6)的引风端连接，所述回风主管路(80)的进气端与所述气浮烘干通道(2)气路导通。3.根据权利要求2所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述空气过滤组件包括主过滤结构(9)和支路过滤结构(13)，所述主过滤结构(9)包括安装在送风主管路(70)中的主路空气过滤器(11)以及所述送风主管路(70)中分别安装在所述主路空气过滤器(11)两侧的第一截止阀(10)，所示支路过滤结构(13)包括送风支管路(73)和安装在所述送风支管路(73)中的支路空气过滤器(14)，所述送风支管路(73)两端与所述送风主管路(70)导通且分别位于所述主过滤结构(9)的两侧，所述送风支管路(73)中在所述支路空气过滤器(14)的两端内部还分别设有第二截止阀(20)。4.根据权利要求3所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述送风主管路(70)上连接有用于检测主路空气过滤器(11)两端压差的主路压差信号器(12)，所述送风支管路(73)上连接有用于检测支路空气过滤器(14)两端压差的支路压差信号器(15)。5.根据权利要求3所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述加热单元(16)设于送风主管路(70)内并位于所述送风支管路(73)与所述循环风机(6)之间，所述加热单元(16)与所述循环风机(6)之间设有第三截止阀(30)。6.根据权利要求5所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述送风主管路(70)上在所述第三截止阀(30)与所述循环风机(6)之间还连接有外排管路(17)，所述外排管路(17)上设有第四截止阀(40)。7.根据权利要求2至6任一所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述NMP吸附组件(81)与所述循环风机(6)之间设有NMP检测仪(82)，所述NMP吸附组件(81)包括主吸附结构(18)和支路吸附结构(20)，所述主吸附结构(18)包括安装在回风主管路(80)中的主路NMP吸附装置(19)以及所述回风主管路(80)中分别安装在所述主路NMP吸附装置(19)两侧的第五截止阀(50)，所示支路吸附结构(20)包括回风支管路(21)和安装在所述回风支管路(21)中的支路NMP吸附装置(22)，所述回风支管路(21)两端与所述回风主管路(80)导通且分别位于所述主吸附结构(18)的两侧，所述回风支管路(21)中在所述支路NMP吸附装置(22)的两端内部还分别设有第六截止阀(60)。8.根据权利要求1所述的锂电池极片内循环高效节能型烘箱，其特征在于，所述箱体(1)的相对两侧壁分别开设有用于极片输送的输送口(23)，所述气浮烘干通道(2)位于2个
所述输送口(23)之间，所述箱体(1)在每个所述输送口(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：代英男，
申请(专利权)人：惠州市赢合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：