当前,材料成本波动已经严重影响动力电池BOM成本,通过材料创新、革新制造工艺、推动节能增效,成为动力电池企业降本的重要手段。
在用能成本上,目前制造领域生产成本趋高,大多数企业能源成本占制造成本的10%以上,降低能耗节省电费无疑是能够解决产品单位制造成本下降的途径之一。
尤其是涂布烘烤、电芯预热、真空烘烤、化成等几大堪称“电老虎”的工序,如何通过工艺革新推动节能增效、实现零碳排放,成为行业关注的焦点。
热泵原理
热泵是热量的搬运装置,它利用氟利昂的压缩液化冷凝器放热和节流膨胀蒸发器吸热的效应,使热能从低温环境迁移至高温环境,从而使高温环境获得热量效率,远高于其他任何加热方式的若干倍。
湿物料与空气之间存在着热量交换和水分子交换,根据道尔顿干燥公式,物料干燥的速度与空气的干湿球温度差成正比,那么能够提供更干燥空气的空气源热泵,能够更高效的完成干燥过程。
热泵干燥:颠覆传统干燥方式
热泵干燥的本质是从物料中的水分子获得热量,气化自身脱离物料的这样一个过程。传统的加热装置,都是能量转换装置,它们把各种形态的能量转化为热能,其效率不可能大于100%。热泵不是能量转换装置,而是热能的“搬运”装置,它的能效恒大于100%。简单而言,热泵干燥是一种颠覆传统且非常高效的加热方式。
热泵干燥原理与与自然界焚风效应的原理相同,是利用干燥的热风来干燥物品,是利用“烘干”和“风干”两个手段来工作,更高效、更卫生、更能保全物料的有效成分,它完全可以在较低温度快速完成干燥目的。
与传统烘干方式相比,热泵干燥的优点在于:
1、非常节能,与传统能源(电加热、导热油、蒸汽)相比节能40-75%;
2、可以实现低温低露点干燥,如40℃,甚至可以在-20℃实现干燥,这对油性涂布等物料的干燥非常重要;
3、可以获得物料凝露,热泵能够利用蒸发器制冷凝结成水,例如正极涂布中一些物质冷凝下来,这个特性也有利于化工领域实现某些气体的回收;
4、热泵干燥过程可以实现不排废气,零碳排放,有利于达到环保要求;
5、热泵很容易实现精准控制,±1℃。
热泵在锂电产线的应用优势
从应用场景来看,热泵目前可应用在涂布烘烤、电芯预热、真空烘烤、化成老化等多个工序环节。
在涂布烘烤工序应用优势:
1、涂布生产线热泵可直接与烘箱连接,安装简单,与涂覆线联动控制更精准;
2、纽恩泰还可根据车间布局定制化产品;
3、采用热泵后,相比传统能源节能可达45%~70%,同时免费提供部分冷量给车间降温及除湿;同时热泵也可以做余热回收,综合节能率更高;
4、与涂布线实时通讯,智能化控制、温控精准达±1℃;
5、热泵可以应用于各类涂布线烘箱
在电芯预热、真空烘烤工序应用优势:
1、热泵配套真空干燥线在Baking工序中,为真空干燥炉提供120度的热源到铝板,热泵在烘烤车间使用时还免费提供冷量到车间,给车间降温,相比电加热综合节能率60%以上,投资回收周期快;
2、真空干燥线配套热泵通过PID控温,可以做到非常精准的控温。
在化成老化工序应用优势:
1、注液 Baking 房的温度通常在50~80℃,在锂电头部企业应用热泵案例数据对比电加热方式节能达到71.5%,同时提供部分冷量给车间降温及除湿;
2、智能、温控精准±1℃;
3、可单套Baking 房独立1台热泵配置也可多套Baking 房集中采用热源,灵活设计。