La n - méthylpyrrolidone (NMP) est un produit hautement polaire nonTransfert de protonsSolvant, d'aspect liquide huileux incolore clair ou légèrement jaune, légèrement parfumé d'Amine, légèrement irritant pour la peau.

NMP a un point d'ébullition élevé, une forte polarité, une faible viscosité, une forte capacité de dissolution, aucune corrosion, une faible toxicité, une faible volatilité, ininflammable, une bonne stabilité chimique et thermique, dégradable, recyclable, facilement soluble dans l'eau, l'éthanol, l'acétone,Acétate d'éthyleChloroforme et benzène, peut dissoudre la plupart des composés organiques et inorganiques, gaz polaires, naturel et合成高分子化合物- Oui.

Actuellement principalement utilisé dans les peintures, les batteries au lithium, les plastiques, les agents de production chimique, les produits agrochimiques, les pigments, les agents de nettoyage,Matériaux isolantsIndustries, etc. Ici, nous parlons principalement de l'application de NMP dans l'industrie des batteries au lithium.

Applications NMP dans le domaine des batteries au lithium

Les batteries lithium - ion sont actuellement largement utilisées dans de nombreux domaines, en plus des ordinateurs portables, des téléphones portables, des vélos électriques, des véhicules électriques dans la vie quotidienne, les batteries lithium - ion ont également des applications importantes dans le domaine du stockage d'énergie.

Selon les données de recherche de l'industrie, dans l'ensemble, NMP représente environ 3% - 6% du coût de fabrication de la batterie au lithium - ion, par rapport à l'électrode positive, l'électrode négative, l'électrolyte et le diaphragme, le coût est relativement faible, mais le rôle n'est pas négligeable. La taille du marché et la demande de NMP ont également augmenté avec la croissance des batteries lithium - ion, en particulier les batteries de stockage d'énergie, les batteries de puissance.

Le rôle important du NMP dans la production de batteries au lithium

L'utilisation de NMP dans la production de batteries au lithium est de dissoudre / gonfler le PVDF, tout en diluant la boue, les exigences de concentration sont généralement supérieures à 99,9%. NMP en tant que l'un des principaux matériaux auxiliaires dans le processus de fabrication des batteries lithium - ion, affecte directement la qualité du revêtement de pull - out des batteries lithium - ion et les exigences environnementales.

NMP est un liant positif pour batterie au lithium PVDF (polyfluorure de vinylidène)), le solvant d'accompagnement est également un solvant d'accompagnement nécessaire pour le PVDF (fluorure de polyvinylidène). NMP et eau, PVDF、 Matériau positif, négatifD'autres substances sont mutuellement solubles, elles sont donc largement utilisées dans la préparation de batteries au lithium, la fabrication de feuilles d'électrodes, la NMP en tant que solvant, peut fusionner le liant, la substance active de l'électrode positive, l'agent conducteur et d'autres substances nécessaires à l'électrode, de sorte que le liant soit en contact complet avec d'autres substances et réparti uniformément.

Analyse des avantages économiques et environnementaux du PMN

2021 bénéficie du développement rapide de l'industrie des véhicules à énergies nouvelles, avec des prix NMP en hausse constante, qui sont passés de 15 000 RMB / t début 2021 à plus de 40 000 RMB / t actuellement.

Dans la production de batteries au lithium, le NMP agit comme un solvant coûteux et produit des gaz d'échappement NMP à haute température lors de la liaison de revêtement. Sans recyclage efficace, non seulement les Excipients bruts sont gaspillés, mais la production environnementale est également gravement polluée. Notre pays a également des exigences de contrôle pertinentes pour les émissions de NMP, système d'indicateurs d'évaluation de la production propre de l'industrie des batteriesValeur de référence de 1,5 mg / m3 pour l'indicateur NMP des polluants des gaz d'échappement (essai). Norme sur les émissions polluantes de l'industrie des batteries» fixe une exigence de valeur limite de 50 mg / m3 pour la concentration des émissions organisées de gaz d'échappement NMP. Par conséquent, renforcer le contrôle des émissions de NMP et la régénération du recyclage dans le processus de production de batteries au lithium présente des avantages économiques et environnementaux importants.

Contrôle de la production et de la récupération de NMP pendant la production de batteries au lithium

Analyse du processus de production des batteries au lithiumPour:

Comme vous pouvez le voir sur la figure ci - dessus, l'utilisation principale et les émissions de NMP sont dans le processus de préparation de l'électrode positive, où les principaux processus utilisant NMP sont les suivants:

Revêtement: utilisant la machine de revêtement pour mettre la pâte positive (nickel - Cobalt - manganate de lithium), un mélange de noir de carbone conducteur, de solvant NMP, de liant PVDF) appliqué uniformément de part et d'autre de la feuille d'aluminium;

Le sèche - linge utilise un sèche - linge à dépression fermée hermétiquement (canal de séchage). Pendant le processus de revêtement, il n'y a qu'une petite quantité de volatilisation NMP à l'entrée et à la sortie de la machine de revêtement, les gaz d'échappement à l'intérieur du séchoir sont dirigés vers le traitement des gaz d'échappement par le ventilateur d'aspiration.émissions à haute altitude après traitement à l'installation; Les gaz d'échappement NMP ont une très petite quantité de volatilisation désorganisée dans l'atelier en raison d'un séchage inadéquat, etc.

Cuisson: une fois le revêtement terminé, dans le séchoir à videSéchage au four de la pièce positive à l'intérieur, la température de cuisson est de 120 ± 5 ° C; Enlever les composants NMP des électrodes. Les gaz séchés entrent dans une unité de récupération NMP pour être récupérés.

Variété, NMP dans le processus de production de batteries au lithium, principalement utilisé dans le lien de revêtement, puis le contrôle de recyclage de NMP.

Mesures de contrôle du recyclage NMP

Principe du processus de récupération NMP: le gaz NMP qui se répand à l'intérieur de la machine d'enduction de l'atelier d'enduction est extrait avec un ventilateur d'extraction, introduit dans l'installation de récupération NMP par des tuyaux, utilisant de l'eau de refroidissement et des serpentins d'eau réfrigérée pour que le NMP se condense hors de l'air (température de refroidissement d'environ 5 ° c), puis purifié par collecte à des fins de récupération.

Le processus de traitement de recyclage NMP est illustré ci - dessous:

Dans le processus de production de batteries lithium - ion, la machine de revêtement décharge NMP dans les gaz d'échappement a une température plus élevée, la section avant utilise l'eau et le gaz, l'échange de chaleur du gaz d'échappement et d'autres pour refroidir les gaz d'échappement pour la récupération de condensation de la grande majorité de NMP, les gaz d'échappement résiduels dans le système de traitement de la section arrière, après le traitement des émissions conformes à la norme.

Processus de processus: après refroidissement des gaz d'échappement, utilisez l'eau de processus pour humidifier le remplissage de tour, le remplissage en acier inoxydable 304 a une grande surface spécifique, les gaz d'échappement et l'eau de process sur le remplissage en plein contact avec la fusion vers le bas pour terminer la récupération une fois, les gaz d'échappement sont constamment introduits avec l'augmentation du nombre de cycles de fusion, la concentration de déchets NMP est constamment augmentée et finalement atteindre la concentration définie (≥ 80%) est rejetée dans le réservoir; Une partie des gaz d'échappement est envoyée dans la colonne d'absorption secondaire avec de l'eau de procédé à faible concentration pour rejeter à nouveau les gaz d'échappement à faible concentration conformément à la norme finale.

Dans le procédé de récupération de NMP couramment utilisé à l'heure actuelle, les produits de capteur de concentration de liquide NMP sont montés sur une conduite de circulation à l'intérieur d'une tour de pulvérisation pour surveiller la concentration de la solution de NMP en ligne et en temps réel.

Le rôle important de la détection de concentration de solution NMP dans le processus de machine de revêtement de batterie au lithium

NMP dans le processus de fabrication d'électrodes de batterie au lithium, le solvant NMP dans la boue de la machine de revêtement après chauffage formera un état gazeux, le gaz NMP est toxique. Et le NMP est un liquide inflammable et explosif, le NMP peut exploser lorsqu'il est mélangé à l'air. Ce lien nécessite donc notamment un dispositif permettant la détection automatique de la concentration en NMP afin de garantir la sécurité personnelle des travailleurs.

Le concentromètre en ligne de solution de NMP utilise le principe de réfraction pour mesurer l'indice de réfraction de la solution de NMP, l'indice de réfraction correspond à la concentration de la solution de NMP, en convertissant pour obtenir la valeur exacte de la concentration de la solution.

Le principe de récupération de processus actuel est de refroidir l'air à haute température contenant du NMP avec de l'eau de refroidissement à travers un échangeur de chaleur à gaz unique, de sorte que le NMP dans les gaz d'échappement est séparé de l'air sous forme liquide après récupération, avec un capteur de concentration en ligne pour contrôler La valeur de concentration en temps réel NMP, améliorant considérablement l'efficacité de récupération et la productivité de la technologie d'automatisation. L'air qui a séparé NMP est recyclé à travers l'échangeur de chaleur gaz - air pour l'échange d'énergie thermique, atteignant les normes d'économie d'énergie et de protection de l'environnement.

Les gaz d'échappement de l'unité de production sont adsorbés par l'unité d'absorption, selon NMP dans les gaz d'échappement sont essentiellement tous solubles dans l'eau ou la vapeur d'eau, après séparation gaz - liquide, rinçage de sorte que NMP dans les gaz d'échappement est adsorbé.

Toutes les pompes de circulation assemblées sont basées sur les unités de récupération， Le capteur de concentration en ligne NMP est installé dans le tuyau de la pompe de circulation pour détecter la concentration de liquide NMP en temps réel, ce qui réduit efficacement le gaspillage d'eau et surveille les rejets de liquide de récupération NMP.

Un capteur de concentration en ligne de solution NMP est généralement installé sur une boucle de cycle de segment (cycle interne), le solvant absorbant de ce segment, tel que l'eau, provient d'une deuxième boucle de segment, le solvant a absorbé le composant cible dans les gaz d'échappement surchauffés dans la deuxième boucle de cycle de segment, après une nouvelle absorption dans la boucle de cycle de segment, la capacité d'absorption du solvant sera réduite, le concentromètre surveille instantanément la concentration du composant cible dans le solvant, juge la capacité d'absorption du solvant par rapport au composant cible, décide si la solution de cycle interne est évacuée et si le solvant absorbant frais est ajouté pour améliorer l'efficacité de récupération.

Capteur de concentration en ligne pour solution NMP Avantages de l'application:

1. Améliorer la précision de mesure, réduit les erreurs de mesure (± 0,5%): le concentrateur en ligne NMP solution avec compensation automatique précise de la températureLa fonction garantit que la concentration de la solution NMP peut être mesurée avec précision dans différents environnements de mesure.

2. Améliorer la précision du contrôle: par la sortie du signal de commande standard pour contrôler l'interrupteur de vanne de liquide d'échappement, la détection et le contrôle en boucle fermée en permanence pour assurer la stabilité et la précision de la valeur de concentration de la solution NMP.

Amélioration de l'efficacité du recyclage: Évitez les eaux usées à cycle interne à haute concentration dans le processus de recyclage, la capacité d'échange et de dilution avec les gaz d'échappement est réduite, de sorte que la récupération des gaz d'échappement NMP est insuffisante et évacuée hors de la tour, ce qui réduit l'efficacité du recyclage et entraîne des déchets de NMP.

4. Peut réaliser 24 heures de surveillance continueAméliorer le degré d'automatisation, réduire l'intensité du travail et réduire les coûts de main - d'œuvre.