CN207056944U - 一种nmp回收系统及锂离子动力电池涂布系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种NMP回收系统及锂离子动力电池涂布系统，NMP回收系统的室外空气进气管道与除湿装置相连；除湿装置与热交换器相连；热交换器通过涂布机烘箱进风管道与涂布机烘箱相连，涂布机烘箱进风管道上设有加热器；涂布机烘箱通过涂布机烘箱排风管道与热交换器相连；热交换器通过NMP回收管道与NMP吸收水塔相连；NMP吸收水塔通过回风管道与除湿装置相连；回收系统还包括将NMP吸收水塔处理后的气体排出的排风阀；回风管道上还设有回风阀。本实用新型所述的NMP回收系统使用水回收剂，减少由于NMP回收带来的投资成本、维护成本，并保证电芯性能不受影响；使用成本较低的除湿装置即可满足最终的水含量要求。

Description

一种NMP回收系统及锂离子动力电池涂布系统

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产制作领域，尤其是涉及一种NMP回收系统及锂离子动力电池涂布系统。

背景技术

目前锂离子电池极片都是先将粉料与溶剂混合成浆料，然后涂布到集流体上，而这其中，溶剂通常为水和NMP，而NMP使用尤为广泛。NMP即N-甲基吡咯烷酮，在德国被定义为三类有毒化学品，允许排入大气浓度为100ppm，我国目前尚无规定，但若直接排放，其含量远远高于国外规定标准，是一个潜在污染源头。NMP直接排入大气，同时也造成了原材料的大量浪费。

目前行业内涂布干燥过程中涂布机补给的新风采用直接吸取外围环境中的空气，或者采用回收NMP后的尾气，采用方式一时外界天气变化空气中的水分含量不稳定，不仅对涂布的干燥效率有一定影响，也会对部分活性材料制成的极片性能产生致命影响；采用方式二时，使用有机吸收剂回收，回收剂成本较高，维护费用较高，且残存有机物进入极片容易发生反应，影响电芯性能，而使用水做回收剂时，尾气中水含量非常高，对涂布的干燥效率产生影响，也对部分活性材料制成的极片性能产生致命影响。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种NMP回收系统及锂离子动力电池涂布系统，以解决现有的涂布干燥过程中涂布机补给的新风中水分含量不稳定、干燥效率低、会对部分活性材料制成的极片性能产生致命影响，或涂布干燥过程中涂布机补给的新风采用回收NMP后的尾气时有机回收剂成本较高、维护费用较高、影响电芯性能等问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种NMP回收系统，包括室外空气进气管道、除湿装置、热交换器、涂布机烘箱进风管道、涂布机烘箱、涂布机烘箱排风管道、NMP回收管道、NMP吸收水塔及回风管道；

所述室外空气进气管道与所述除湿装置进气口相连；

所述除湿装置出气口与所述热交换器的低温介质进口相连；

所述热交换器的低温介质出口通过所述涂布机烘箱进风管道与所述涂布机烘箱相连，所述涂布机烘箱进风管道上设有加热器；

所述涂布机烘箱通过涂布机烘箱排风管道与所述热交换器的高温介质进口相连；

所述热交换器的高温介质出口通过所述NMP回收管道与所述NMP吸收水塔相连；

所述NMP吸收水塔通过回风管道与所述除湿装置进气口相连；

所述回收系统还包括将NMP吸收水塔处理后的气体排出的排风阀；所述回风管道上还设有回风阀。

进一步的，所述室外空气进气管道上设有初效过滤器；所述涂布机烘箱进风管道上还设有高效过滤器，所述高效过滤器位于所述热交换器与所述加热器之间。

进一步的，所述初效过滤器为能够过滤大于5um粒子的初效过滤器；所述高效过滤器为能够过滤大于0.3um粒子的高效过滤器。

进一步的，所述室外空气进气管道上设有第一温湿度计；

所述除湿装置与所述热交换器之间设有第二温湿度计；

所述回风管道上设有第三温湿度计。

进一步的，所述室外空气进气管道上设有第一风机；

所述涂布机烘箱进风管道上设有第二风机；

所述涂布机烘箱排风管道上设有第三风机；

所述回风管道上设有第四风机。

进一步的，所述初效过滤器靠近所述室外空气进气管道的室外空气进口，所述第一风机位于所述初效过滤器与所述第一温湿度计之间；

所述第二风机位于所述热交换器与所述高效过滤器之间；

所述回风阀靠近所述NMP吸收水塔，所述第四风机位于所述回风阀与所述第三温湿度计之间。

进一步的，所述排风阀及回风阀均为自动阀。

进一步的，所述第一温湿度计、第二温湿度计、第三温湿度计、第一风机、第四风机、除湿装置、排风阀及回风阀均与控制器相连。

优选的，所述控制器为PLC控制器，所述控制器设置在所述除湿装置中。

相对于现有技术，本实用新型所述的NMP回收系统具有以下优势：

(1)本实用新型所述的NMP回收系统NMP回收完全使用水回收剂，环保，成本低，维护简单且维护成本低，减少由于NMP回收带来的投资成本、维护成本，并保证电芯性能不受影响；

(2)保证进入涂布机新风水含量满足要求，不会降低涂布机烘箱烘干效率，且不会影响电芯性能；

(3)涂布烘箱排风对新风进行加热，降低了涂布机加热器能耗，同时新风对排风的冷却由又降低了NMP吸收水塔的能耗，提高了回收效率；

(4)使用低成本除湿装置即可满足最终含水量要求；

(5)NMP吸收水塔的回收率>95％；NMP回收废液浓度≥80％(可调控)，排放尾气NMP达到环保要求，温度在20-40℃，相对湿度在70％到90％，使用水回收剂，成本低，维护费用低。

一种锂离子动力电池涂布系统，包括上述的NMP回收系统。

上述NMP回收系统具有益之处本锂离子动力电池涂布系统也一应具有，在此不一一赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的NMP回收系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的控制器控制原理示意图。

附图标记说明：

1-室外空气进口；2-初效过滤器；3-第一风机；4-第一温湿度计；5-第三温湿度计；6-第四风机；7-排风阀；8-回风阀；9-NMP吸收水塔；10-除湿装置；11-第二温湿度计；12-热交换器；13-第二风机；14-高效过滤器；15-加热器；16-涂布机烘箱；17-第三风机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种NMP回收系统，如图1所示，包括室外空气进气管道、除湿装置10、热交换器12、涂布机烘箱进风管道、涂布机烘箱16、涂布机烘箱排风管道、NMP回收管道、NMP吸收水塔9及回风管道；室外空气进气管道与除湿装置10进气口相连；除湿装置10出气口与热交换器12的低温介质进口相连；热交换器12的低温介质出口通过涂布机烘箱进风管道与涂布机烘箱16相连，涂布机烘箱进风管道上设有加热器15；涂布机烘箱16通过涂布机烘箱排风管道与热交换器12的高温介质进口相连；热交换器12的高温介质出口通过NMP回收管道与NMP吸收水塔9相连；NMP吸收水塔9通过回风管道与除湿装置10进气口相连；回收系统还包括将NMP吸收水塔9处理后的气体排出的排风阀7；回风管道上还设有回风阀8。

室外新风和NMP吸收水塔回风均经过热交换器12被涂布机烘箱排风加热，提高了涂布机烘箱16进风温度，降低加热器15能耗。

室外空气进气管道上设有初效过滤器2；涂布机烘箱进风管道上还设有高效过滤器14，高效过滤器14位于热交换器12与加热器15之间。

初效过滤器2为能够过滤大于5um粒子的初效过滤器；高效过滤器14为能够过滤大于0.3um粒子的高效过滤器。

初级过滤器2加上高效过滤器14保证空气中的粉尘异物无法进入涂布烘箱。

室外空气进气管道上设有第一温湿度计4；

除湿装置10与热交换器12之间设有第二温湿度计11；

回风管道上设有第三温湿度计5。

室外空气进气管道上设有第一风机3；涂布机烘箱进风管道上设有第二风机13；涂布机烘箱排风管道上设有第三风机17；回风管道上设有第四风机6。

本实例中，如图1所示，初效过滤器2靠近室外空气进气管道的室外空气进口1，第一风机3位于初效过滤器2与第一温湿度计4之间；第二风机13位于热交换器12与高效过滤器14之间；回风阀8靠近NMP吸收水塔9，第四风机6位于回风阀8与第三温湿度计5之间。

排风阀7及回风阀8均为自动阀。

第一温湿度计4、第二温湿度计11、第三温湿度计5、第一风机3、第四风机6、除湿装置10、排风阀7及回风阀8均与控制器相连。

控制器为PLC控制器，本实例中控制器设置在除湿装置10中。

除湿装置有2种控制方式，如图2所示，两种方式之间可方便切换，提高涂布机对不同材料的通用性。

对水分敏感的材料，控制器控制打开第一风机3，关闭第四风机6，关闭回风阀8，打开排风阀7；NMP回收处理后符合排放标准的湿度较高的气体直接排到环境中，新风补充完全使用室外空气，并且经过除湿装置10处理后，达到可接受的含水量气体，进入涂布机烘箱16，此种方法NMP可实现95％以上的回收；

对水分不敏感的材料，控制器控制关闭第一风机3，打开第四风机6，打开回风阀8，关闭排风阀7；NMP回收处理后的湿度较高的气体回到进风系统，新风补充完全使用回收处理气体，再经过除湿装置10处理后，达到可接受的含水量气体，进入涂布机烘箱16，此种方法NMP可实现0排放。

本实例的工作过程：

1、对水分敏感的材料

环境空气温度25℃，相对湿度40％，控制器控制打开第一风机3，关闭第四风机6，关闭回风阀8，打开排风阀7；外界新风通过初级过滤器2、第一风机3、第一温湿度计4、进入除湿装置10，除湿后温度及湿度达到设定阈值(本实例中除湿后温度10℃，相对湿度2.5％，达到材料的水含量要求)，经过第二温湿度计11，在热交换器12被涂布机烘箱排风加热至55℃，通过第二风机13，高效过滤器14，被加热器15加热到至设定温度阈值(本实例中为120℃)，进入涂布机烘箱16，涂布机烘箱排风通过排风风机17，经过热交换器12，被新风降温至60℃，进入NMP吸收水塔9回收NMP，尾气通过排风阀7，从室外排风口19排出，NMP回收处理后尾气温度20℃，相对湿度100％，NMP含量50ppm，实现99％以上的回收。

2.对水分不敏感的材料

控制器控制关闭第一风机3，打开第四风机6，打开回风阀8，关闭排风阀7；本实例中NMP吸收水塔9的气体温度为20℃，相对湿度120％，气体从NMP吸收水塔9经过回风自动阀8，进风风机6，温湿度计5，进入除湿装置10，除湿后温度及湿度达到设定阈值(本实例中除湿后温度10℃，相对湿度70％，达到材料的水含量要求)，经过第二温湿度计11，在热交换器12被涂布机排风加热至50℃，通过第二风机13，高效过滤器14，被加热器15加热到设定温度阈值(本实例中为120℃)，进入涂布机烘箱16，涂布机烘箱排风通过第三风机17，经过热交换器12，被新风降温至65℃，进入NMP吸收水塔9回收NMP，新风补充完全使用回收处理气体，无外排气体，实现NMP的0排放。

本实例中第一温湿度计4、第三温湿度计5、第二温湿度计11，分别检测室外新风、NMP回收后尾气及除湿后温度和相对湿度，控制器10进行自动换算，换算成绝对湿度进行水含量控制，进行除湿装置10除湿能力的调整。

第二风机13、第三风机17及加热器15也可以由控制器控制。

一种锂离子动力电池涂布系统，包括上述的NMP回收系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种NMP回收系统，其特征在于：包括室外空气进气管道、除湿装置(10)、热交换器(12)、涂布机烘箱进风管道、涂布机烘箱(16)、涂布机烘箱排风管道、NMP回收管道、NMP吸收水塔(9)及回风管道；

所述室外空气进气管道与所述除湿装置(10)进气口相连；

所述除湿装置(10)出气口与所述热交换器(12)的低温介质进口相连；

所述热交换器(12)的低温介质出口通过所述涂布机烘箱进风管道与所述涂布机烘箱(16)相连，所述涂布机烘箱进风管道上设有加热器(15)；

所述涂布机烘箱(16)通过涂布机烘箱排风管道与所述热交换器(12)的高温介质进口相连；

所述热交换器(12)的高温介质出口通过所述NMP回收管道与所述NMP吸收水塔(9)相连；

所述NMP吸收水塔(9)通过回风管道与所述除湿装置(10)进气口相连；

所述回收系统还包括将NMP吸收水塔(9)处理后的气体排出的排风阀(7)；所述回风管道上还设有回风阀(8)。

2.根据权利要求1所述的NMP回收系统，其特征在于：所述室外空气进气管道上设有初效过滤器(2)；所述涂布机烘箱进风管道上还设有高效过滤器(14)，所述高效过滤器(14)位于所述热交换器(12)与所述加热器(15)之间。

3.根据权利要求2所述的NMP回收系统，其特征在于：所述初效过滤器(2)为能够过滤大于5um粒子的初效过滤器；所述高效过滤器(14)为能够过滤大于0.3um粒子的高效过滤器。

4.根据权利要求2所述的NMP回收系统，其特征在于：

所述室外空气进气管道上设有第一温湿度计(4)；

所述除湿装置(10)与所述热交换器(12)之间设有第二温湿度计(11)；

所述回风管道上设有第三温湿度计(5)。

5.根据权利要求4所述的NMP回收系统，其特征在于：

所述室外空气进气管道上设有第一风机(3)；

所述涂布机烘箱进风管道上设有第二风机(13)；

所述涂布机烘箱排风管道上设有第三风机(17)；

所述回风管道上设有第四风机(6)。

6.根据权利要求5所述的NMP回收系统，其特征在于：所述初效过滤器(2)靠近所述室外空气进气管道的室外空气进口(1)，所述第一风机(3)位于所述初效过滤器(2)与所述第一温湿度计(4)之间；

所述第二风机(13)位于所述热交换器(12)与所述高效过滤器(14)之间；

所述回风阀(8)靠近所述NMP吸收水塔(9)，所述第四风机(6)位于所述回风阀(8)与所述第三温湿度计(5)之间。

7.根据权利要求6所述的NMP回收系统，其特征在于：所述排风阀(7)及回风阀(8)均为自动阀。

8.根据权利要求6所述的NMP回收系统，其特征在于：所述第一温湿度计(4)、第二温湿度计(11)、第三温湿度计(5)、第一风机(3)、第四风机(6)、除湿装置(10)、排风阀(7)及回风阀(8)均与控制器相连。

9.根据权利要求8所述的NMP回收系统，其特征在于：所述控制器为PLC控制器，所述控制器设置在所述除湿装置(10)中。

10.一种锂离子动力电池涂布系统，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的NMP回收系统。