锂电池极片涂布机NMP回收系统的设计与研究

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1、分类号：TH122密级：UDC：621编号：201321202028河北工业大学硕士学位论文锂电池极片涂布机NMP回收系统的设计与研究论文作者：康炎平学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：关玉明职称：教授肖艳军副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringTHEDESIGNANDRESEARCHOFRECOVERYSYSTEMOFCOATINGMACHINEFORLITHIUMBATTE

2、RYbyKangYanpingSupervisor:Prof.GuanYumingMay2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用

3、影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要锂电池极片制造设备的研发是我国新能源推广和应用中的一个研究热点。在极片涂布过程中，NMP溶液被用于溶解极片浆料中的粘接剂，使粘接剂在极片上分布均匀，保证极片质量。NMP是一种价格昂贵的有机溶剂，可回收利用。目前，锂电池极片涂布过程中产生的NMP溶剂其回收

4、工艺复杂，溶剂回收设备与极片涂布设备分离且占地面积大；极片涂布干燥负荷大，热风干燥效率仍不够高，热风中溶剂浓度低，回收耗能大。为解决以上技术问题，本课题设计了配套某种涂布机的溶剂回收系统；从被回收溶剂NMP的物理特性及实际工况出发，由机械创新理论引导原理方案的设计及结构的实现，并通过实验对系统关键结构布设进行了研究，通过流场仿真对系统的回收可行性进行了验证。首先，采用机械创新设计方法完成了NMP回收系统的功能分析、总功能的求解与分解、功能元的求解、原理方案组合，最后进行了最佳方案的评价与选择。从而得出能解决以上技术问题的最佳原理方案。其次，根据已

5、确定的原理方案，分析了整个回收系统的结构如何实现，主要包含真空以及红外辐射加热技术。分析了真空环境对涂布机各工艺的影响，结合这两类技术总结了本回收系具体的技术要求，确定了真空系统的基本形式、基本参数以及其他所需重要装置的类型规格。采用了层次分析法得出了合适的红外加热器类型；并通过多组小实验确定烘干所需时间和加热器的布置方式，为后续结构设计打下基础。最后，完成了进一步的结构细化，主要内容包括真空系统的结构设计、烘道结构设计。为了检验该结构主体是否有利于气态NMP的回收，采用了ANSYS对回收气态NMP过程进行了仿真分析；通过后处理查看的结果验证了其

6、符合设计要求。该结果为后续的深入研究以及优化设计提供了理论依据。综上，论文所得回收系统基本实现了在保证较高回收纯度及环保要求的基础上，减少能耗、提高NMP回收效率，减少占地面积。关键字：NMP溶剂回收，机械创新设计，真空系统，红外辐射加热，流场仿真IABSTRACTTheresearchanddevelopmentofthepreparationequipmentoflithiumbatterypolepieceisahotspotinthepopularizationandapplicationofnewenergyinChina.Inthep

7、olepiececoatingprocess,theNMPisusedtodissolvetheadhesiveintheslurry,sothattheadhesiveisdistributedevenlyonthepolepiece,ensuringthevariouspropertiesofthepolepiece.NMPisakindofexpensiveorganicsolvent,whichcanberecycled.Atpresent,therecyclingprocessofN-methyl-2-pyrrolidoneiscomp

8、lexintheprocessoflithiumbatterypolepiececoating,thesolventrecoveryeq