浓差扩散法涂布机干燥系统技术方案

本发明专利技术公开了一种由排风机、螺旋板汽水两相换热器、螺旋板气汽换热器、冷冻水循环泵、冷冻除湿机、冷冻水机、凝结液收集罐、涂布极片、滚动套、贯流风机、电加热油箱、热油循环泵、散热波纹管、干燥箱组成的浓差扩散法涂布机干燥系统，是通过冷冻除湿机处理新风，将除湿处理后的新风通过螺旋板气汽换热器加热之后进入干燥箱循环，通过低湿度的加热空气与涂布极片中的有机溶剂进行的浓差扩散传质方式转移涂布极片中有机溶剂达到干燥目的，同时改进了加热方式，将现有的箱外空气加热箱鼓风方式改进为箱内导热油工质电加热，波纹管散热方式加热空气，与现有的涂布机干燥技术相比具有更节能，极片干燥速度快且干燥条件温和，具有更高效率，更好的干燥质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池制造装备技术，特别是浓差扩散法涂布机干燥系统。
技术介绍
锂离子电池制造技术系统中，涂布机干燥箱技术合理化与否对涂布极片涂层的干燥工序影响十分突出，干燥的目的是把涂层浆料中的有机溶剂N-甲基吡咯烷酮蒸发转移出去，极片涂层达到干燥的目的，并回收N-甲基吡咯烷酮，以免造成对环境的破坏，干燥过程温度不能太高，温度太高会引起极片涂层中粘合剂高分子材料变性，影响锂离子电池性能，温度太低则干燥速度慢，极片移动速度慢，造成产能低。现有的涂布机干燥技术，采用大流量加热空气与极片涂层的浆料进行热交换，使极片涂层浆料中的有机溶剂蒸发，实现极片涂层干燥的目的，其问题是，存在空气流量大，干燥箱内气流组织不稳定，引起极片晃动，形成集流体铝箔、铜箔抗拉效应，在这种抗拉效应作用下，引起集流体延伸变形现象，这种延伸性变形，能引起涂层附着不牢，引起脱粉，厚度不均等问题。现有的涂布机干燥技术，采取直接从环境中抽取空气加热后送入涂布机干燥箱与极片涂层的浆料进行热交换，其问题是，把空气中的水分一同抽取送入了涂布机干燥箱与极片涂层的浆料进行热交换，带进的水分越多，干燥的速度就会越慢，消耗能源就会越多。现有的涂布机干燥技术，排出空气中的有机溶剂回收技术方案是，采用串片排管表冷器冷凝凝结，当含有有机溶剂空气通过其串片排管表冷器表面时，有机溶剂被冷凝分离，但是，这种串片排管表冷器空气流程深度小，含有有机溶剂的空气通过串片排管表冷器时间短，造成混合空气中的有机溶剂不能充分被冷凝，溶剂损失大，使产品成本增加，含有较多的有机溶剂排放至大气环境，还会对环境造成破坏。现有的涂布机干燥技术，采用了大流量空气电加热方式，这种空气加热方式其问题是，热量耗散大，能源利用率低，通常每小时回收有机溶剂IOKG的系统，其配套鼓风机空气流量达到I万立方米/每小时，电加热功率达到90KW以上。现有的涂布机干燥技术，热能回收采用错流换热器的方式，使新风与涂布机干燥箱排出的湿蒸气热交换，其缺陷是，这种错流换热器接触面积小，传热换热时间短，热量回收效率低。
技术实现思路
针对现有涂布机干燥技术，采用大流量热空气与极片涂层的浆料进行对流换热，达到浆料中的有机溶剂获得热量产生温升，使有机溶剂蒸发达到极片涂层干燥的目的技术方案，存在空气流量大，干燥箱内气流组织不稳定，引起极片晃动，形成集流体铝箔、铜箔抗拉效应，在这种抗拉效应作用下，引起集流体延伸变形问题，这种延伸性变形，能引起涂层附着不牢，引起脱粉，厚度不均等问题，采取降低空气流量，改进气流组织形式，通过箱内安装贯流风机，由贯流风机提供平行流气流与极片涂层进行热交换，使涂布机片移动平稳。针对现有涂布机干燥技术，采用直接从环境中抽取空气，直接加热后与极片涂层的浆料进行对流换热，空气中的水分同时与极片涂层的浆料进行对流换热的形式，存在水分带入极片涂层浆料中的问题，采用输送至干燥箱内的空气，经过冷冻除湿后，通过热回收装置温升后进入涂布机干燥箱，再与极片涂层浆料进行热交换，避免空气中的水分带入极片涂层楽■料中。针对现有涂布机干燥技术，采用大流量空气电加热方式造成的热量耗散大，浪费能源的问题，采用干燥箱内安装散热波纹管，通过电加热导热油提供热量的方式，使散热面积大为减小，减少了能源消耗。针对现有涂布机干燥技术，热能回收采用错流换热器的方式，错流换热器接触面积小，传热换热时间短，热量回收效率低的问题，采用螺旋板气汽换热器，延长了传热换热时间，提闻了热回收效率。针对现有涂布机干燥技术，有机溶剂回收技术方案采用串片排管表冷器冷凝凝结，这种串片排管表冷器空气流程深度小，含有有机溶剂的空气通过串片排管表冷器时间短的问题，采用螺旋板汽水两相换热器，改进了表冷器空气流程深度，延长了空气通过的时间，使含有有机溶剂的空气能有充分冷凝时间，提高了有机溶剂的冷凝分离效率。本技术方案利用低湿的空气与极片涂层的浆料进行对流换热，在低湿的空气与极片涂层的浆料进行对流换热过程，不仅具有热作用产生的溶剂蒸发，还提供了浓差扩散条件，依据菲克斯定律= 浓度梯度越大，扩散通量越大，式中:D称为扩散系数(m2/s)，C为扩散物质的体积浓度，dC/dx为浓度梯度，dC——为涂层浆料中的溶剂浓度；dX——为加热空气中湿含量浓度；扩散系数D，是描述扩散速度的重要物理量，它相当于浓度梯度为I时的扩散通量，D值越大则扩散越快。极片涂层的浆料中除去有机溶剂的基本原理是，对于极片涂层的浆料进行加热使有机溶剂蒸发，实质是气体对液体的处理，当液体条件一定时，有机溶剂蒸发速率的关键是气体的特性，气体中含湿量对液体中有机溶剂扩散速率成正比,气体中的含湿量越低,液体中的有机溶剂扩散速率就越大，现有涂布机干燥箱每小时处理10升有机溶剂，所匹配风量达到IOOOOm2/小时，这些空气通常为环境湿度下直接抽取，当环境湿度为80%，环境温度35°C时，每KG空气含水量达到29g，每立方米空气按照1.29KG计算，每小时带入涂布机干燥箱内的绝对水分是374.1KG，采用冷冻除湿机处理后的空气含湿量显著降低，冷冻除湿机出风温度5°C时，相对湿度控制在45%，空气绝对含湿量为2.45g/KG，IOOOOm2风量的含水量仅为31.65KG，与现有的直接抽取环境空气进入涂布机干燥箱相比，减少进入涂布机干燥箱内的水分达342.5KG，涂布机干燥箱内水分减少11.8倍，显然，空气与极片涂层的浆料的dC/dx浓度梯度显著增大,这就大大的增加了液体分子对气体的扩散速率,也就增快了极片涂层的干燥速度。依据吸附理论，气体与液体接触的界面，总是气相优先溶解于液相，此时，气相的水分也就进入了液相，液相因获得气体分子、水分分子，同时获得高温能量，引起温度升高，液相温度升高之后形成蒸发效应，液相的有机溶剂就是在这种热动力条件下从极片涂层浆料中转移，使极片涂层得于干燥。显然，气体与液体接触的界面，气相溶解于液相时，气相的含湿量高低，是有机溶剂在热力动力条件下从极片涂层中转移速率的重要条件，显然，通过除湿后的空气用于极片涂层的干燥改善了干燥效果。实现本专利技术的技术方案涂布极片进入干燥箱之后，由滚动套承托移动，干燥箱内安装散热波纹管，散热波纹管内循环被加热的导热油，散热波纹管散发的热量加热干燥箱内循环的空气，被加热的空气与极片涂层的浆料发生热交换，使涂布极片上的浆料中的溶剂蒸发，蒸发的溶剂与热空气混合形成湿蒸气，湿蒸气进入螺旋板气汽换热器，在螺旋板气汽换热器内与来自冷冻除湿机的新风进行热交换，从干燥箱出来的湿蒸气的热量与来自冷冻除湿机的新风热交换过程，使新风获得热量，新风温度升高，温度升高的新风进入干燥箱循环。而干燥箱出来的湿蒸气的温度得于降温，干燥箱出来的湿蒸气降温之后，进入螺旋板汽水两相换热器，经降温的湿蒸气在螺旋板汽水两相换热器进一步冷却，使湿蒸气中有机溶剂冷凝凝结，凝结之后的有机溶剂进入溶剂收集罐，湿蒸气中有机溶剂被冷凝凝结分离，其中的不凝性气体由排风机排出。螺旋板汽水两相换热器的冷源，由螺旋板汽水两相换热器通过冷冻水循环泵从冷冻水机提供。干燥箱内安装贯流风机，贯流风机的气流特性具有平行流的特点，平行流气流有助于干燥箱内的气流组织稳定，避免了现有涂布机干燥箱上排风，下进风的气流容易形成喘流振动现象，由于贯流风机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主要由排风机(101)、螺旋板汽水两相换热器(102)、螺旋板气汽换热器(103)、冷冻水循环泵(104)、冷冻除湿机(105)、冷冻水机(106)、涂布极片(108)、滚动套(1)、贯流风机(10)、电加热油箱(13)、热油循环泵(12)、散热波纹管(15)、干燥箱(8)组成的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是：冷冻除湿机(105)、螺旋板气汽换热器(103)、回风管(104)干燥箱(8)顺序连接。

【技术特征摘要】
1.一种主要由排风机(101)、螺旋板汽水两相换热器(102)、螺旋板气汽换热器(103)、冷冻水循环泵(104)、冷冻除湿机(105)、冷冻水机(106)、涂布极片(108)、滚动套(I)、贯流风机(10)、电加热油箱(13)、热油循环泵(12)、散热波纹管(15)、干燥箱(8)组成的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:冷冻除湿机(105)、螺旋板气汽换热器(103)、回风管(104)干燥箱(8)顺序连接。2.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:贯流风机(10)与滚动套(I)平行布置于干燥箱(8)水平中心线以下。3.按权利要求1所述的浓差扩散法涂布机干燥系统，其特征是:电加热油箱(13)连接热油循环泵(12)、热油循环泵(12)连接油路连通管(16)，油路连通管(16)连接散热波纹管(15)，散热波纹管(15)连接热油循环管...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓梁，
申请(专利权)人：邓梁，
类型：发明
国别省市：