[发明专利]使用热泵热回收和喷淋塔的锂电池极片涂布机烘干系统

说明书

本发明涉及一种使用热泵热回收和喷淋塔的锂电池极片涂布机烘干系统，包括烘道、用于对烘道通过空气加热的下加热组件与上加热组件、热泵系统、喷淋塔及空气热交换器，热泵系统用于实现空气冷却，且回收冷却过程中带走的热量，喷淋塔内空气通道与热泵系统的空气通道相连通，喷淋塔用于带走气体中的有机溶剂，净化气体，空气热交换器用于实现热泵系统、喷淋塔、下加热组件、上加热组件中流动空气的热交换。本发明采用闭式循环，不排放废气，降低了环境污染，同时可以回收有机溶剂，减少了资源浪费，使用空气热交换器和热泵系统，回收热量用于对空气的重新加热，减少能量损失的同时也降低了烘干系统的加热负荷。

技术领域

本发明涉及一种锂电池极片涂布机烘干系统，尤其是涉及一种使用热泵热回收和喷淋塔的锂电池极片涂布机烘干系统。

背景技术

随着新能源产业的兴起，特别是混合动力和纯电动汽车的兴起，市场对锂离子电池的能量密度、安全性、成本等方面提出了更高的要求，锂电池产业也面临前所未有的挑战。目前限制锂离子电池容量提升的关键在正极材料，想要提升锂离子电池容量及稳定电池性能，需要开发新型正极材料和相应适合的粘结剂。正极常用粘结剂主要以油性PVDF(聚偏氟乙烯)为主，PVDF作为正极粘结剂具有良好的抗氧化性、耐化学品性，特别是在某些有机溶剂(EC、DEC、DMC等)稳定性好。以EC胶为例，其主要成分为α-氰基丙烯酸正辛脂，由于具有胶接强度大、化学性能稳定等优点，所以常被作为有机溶剂在锂电池制造行业广泛应用。

锂离子电池的干燥工序，是整个电池制造的关键工艺之一，对电池性能起决定性作用。一台涂布机的投资主要取决于干燥技术，干燥效率直接决定涂布线速度，干燥均匀性对涂布质量产生影响。锂电池极片干燥是将涂布后极片通过牵引装置进入干燥烘道进行干燥，其主要目的是将极片表面的有机溶剂(EC胶等)从涂层中除去，使湿涂层变为均匀的干涂层。

在目前的涂布机烘干系统中，通常不对EC胶进行有效的处理，常见的做法是：将一部分含EC胶的空气直接排放到环境中，同时从机房内引入等量的新风来保证进风量。这种做法一方面会污染环境，同时也把大量的热量排放到室外，造成能源的极大浪费，也会增加电加热包的能耗。CN 206019086 U公开了一种使用全热交换器和热泵系统实现有机溶剂回收和涂布机空气加热的方法，但该方法并不能适用于EC胶，因为EC胶在低于50℃的条件下会重新凝固，当含有EC胶的接触冷表面时会直接粘附在冷表面上，堵塞换热器，所以EC胶不能用冷凝法去除，必须使用喷淋法去除。

通过热回收装置可以有效地利用外排空气中的热量，使其变为更低品位的热能。CN 101693230 A公开了一种使用余热回收器的涂布机热回收节能方案，将混合废气中的热能回收用来加热新风，使送入的新风具有一定的温度。然而，在该方案中，烘干系统仍为开式系统，EC胶直接排放到空气中，容易造成环境的污染和资源的浪费。

发明内容

为了减少涂布机烘干过程中不必要的能量损失，降低锂电池极片烘干系统的加热负荷，同时尽可能回收循环空气中的有机溶剂(如EC胶)，减少环境污染和资源浪费，本发明提出了一种使用热泵热回收和喷淋塔的锂电池极片涂布机烘干系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种使用热泵热回收和喷淋塔的锂电池极片涂布机烘干系统，包括：

用于烘干极片的烘道，

设置在烘道下方的用于对烘道加热的下加热组件，所述下加热组件用于向烘道提供加热空气，

设置在烘道上方的用于对烘道加热的上加热组件，所述上加热组件用于向烘道提供加热空气，

热泵系统：所述热泵系统包括制冷剂通道与空气通道，所述热泵系统用于实现空气冷却，且回收冷却过程中带走的热量，

喷淋塔：设有空气通道，喷淋塔内空气通道与热泵系统的空气通道相连通，所述喷淋塔用于带走气体中的有机溶剂，净化气体，