CN104868188B - 一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺 - Google Patents

一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，包括以下步骤：含油废膜的前处理，经粉碎、萃取、白油、干燥得到废膜A；不含油废膜的前处理，经粉碎得到废膜B；采用螺杆挤出机将废膜A、废膜B分别造粒，得到粒径在3‑8mm的废膜粒料A、废膜粒料B；将废膜粒料A或废膜粒料B与低密度聚乙烯按比例喂入挤出机中混合熔融，再在挤出机头采用管材模具进行管材成型。本发明采用分子量为30‑120万的超高分子量聚乙烯废膜和低结晶度熔点的线性聚乙烯作为原料，充分利用了废膜中的白油溶剂与聚乙烯料，提高了隔膜生产线上聚乙烯原料的利用率，减少了固废的产生量，大大降低了聚乙烯锂电池隔膜的生产成本。

Description

一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜的生产工艺，具体是一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺。
背景技术
根据不同的物理、化学特性，锂电池隔膜材料可以分为：织造膜、非织造膜（无纺布）、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂电池研究开发初期便被用作锂电池隔膜。
在锂电池隔膜的生产过程中，切片会产生大量的含白油溶剂与不含白油溶剂的隔膜废料，具体分为两种：一种是含油废膜，主要产生于生产工序中的进入萃取槽之前；另一种是不含油废膜，主要产生于生产工序中的分切收卷处。目前，由于切片而产生的这些隔膜废料大大增加了锂电池隔膜的生产成本，因此，对隔膜废料中的白油溶剂与聚乙烯原料进行回收利用，是降低锂电池隔膜的生产成本的行之有效的途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，提高了隔膜生产线上聚乙烯原料的利用率，减少了固废的产生量，大大降低了聚乙烯锂电池隔膜的生产成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，包括以下步骤：
（1）含油废膜的前处理：包括以下步骤：
1）将含油废膜粉碎，得到尺寸在3-10mm的碎片；
2）采用萃取剂将废料中的白油萃取出来，得到萃取后的废膜；
3）将萃取后得到的萃取剂和白油的混合液与主线产生的萃取混合液混合后进入液体分离系统分离处理，以实现废料中的白油回用；
4）萃取后的废膜经过干燥后，得到废膜A，备用，干燥过程中产生的含萃取剂废气进入与主线配套的尾气回收系统回收处理，实现废膜表面残留萃取剂的回收利用；
（2）不含油废膜的前处理：将不含油废膜粉碎，得到尺寸在3-10mm的碎片，即为废膜B；
（3）造粒：采用螺杆挤出机将步骤4）干燥后的废膜A、步骤（2）粉碎后的废膜B分别造粒，得到粒径在3-8mm的废膜粒料A、废膜粒料B；
（4）成型：将步骤（3）得到的废膜粒料A或废膜粒料B与低密度聚乙烯按比例喂入挤出机中混合熔融，再在挤出机头采用管材模具进行管材成型。
作为本发明进一步的方案：所述含油废膜和不含油废膜包括聚乙烯原料，所述聚乙烯原料包括分子量为30-120万的聚乙烯。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2）中，萃取是在搅拌釜内进行的，所述搅拌釜带夹套，搅拌器为双螺带搅拌器，所述搅拌釜内底部设置筛网支撑，萃取温度为20-25℃，搅拌釜外壁做保温。
作为本发明进一步的方案：所述萃取剂为二氯甲烷。
作为本发明进一步的方案：所述步骤4）中，采用热空气对萃取后的废膜进行干燥，干燥温度为40-60℃。
作为本发明进一步的方案：所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，螺杆直径在30-90mm，挤出温度在100-200℃范围内。
作为本发明进一步的方案：所述低密度聚乙烯的结晶度在55-65%之间，结晶熔点在108-126℃范围内。
作为本发明进一步的方案：所述废膜粒料A或废膜粒料B与低密度聚乙烯的质量比均为1：0.2-0.5。
作为本发明进一步的方案：所述成型得到的管材直径为32-630mm，壁厚为3.0-45.4mm。
作为本发明进一步的方案：所述步骤（4）还包括，采用冷却水对挤出管材进行冷却，冷却水温度为10-30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用分子量为30-120万的超高分子量聚乙烯废膜和低结晶度熔点的线性聚乙烯作为原料，充分利用了废膜中的白油溶剂与聚乙烯料，提高了隔膜生产线上聚乙烯原料的利用率，减少了固废的产生量，大大降低了聚乙烯锂电池隔膜的生产成本。
附图说明
图1是一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，包括以下步骤：
（1）含油废膜的前处理，包括以下步骤：
1）称取50kg的含油废膜，进入粉碎机粉碎，得到尺寸在3-10mm的碎片；
2）将粉碎后的废膜倒入搅拌釜内，加入200L二氯甲烷，设定萃取温度25℃，开启搅拌，搅拌2h，然后将萃取废液排出，再加入50L二氯甲烷清洗，然后再将其排出；
3）排出废液进入到主线的混合液处理系统，实现废料中的白油回用；
4）再将加热的热空气通入搅拌釜内，热空气通入量为100L/min进行干燥，干燥温度为50℃，得到干燥的废膜A；
（2）不含油废膜的前处理：称取50kg的含油废膜，进入粉碎机粉碎，得到尺寸在3-10mm的废膜B；
（3）造粒：采用螺杆挤出机将步骤4）干燥后的废膜A、步骤（2）粉碎后的废膜B分别造粒，得到粒径在3-8mm的废膜粒料A和废膜粒料B；
（4）成型：将步骤（3）得到的废膜粒料A 或废膜粒料B与15kg低密度聚乙烯一起喂入挤出机中混合熔融，再在挤出机头采用可生产直径为75mm，壁厚为4.5mm的管材模具进行管材成型，挤出温度为130℃，最后利用20℃的冷却水对管材冷却。
本发明采用分子量为30-120万的超高分子量聚乙烯废膜和低结晶度熔点的线性聚乙烯作为原料，充分利用了废膜中的白油溶剂与聚乙烯料，提高了隔膜生产线上聚乙烯原料的利用率，减少了固废的产生量，大大降低了聚乙烯锂电池隔膜的生产成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）含油废膜的前处理：包括以下步骤：
1）将含油废膜粉碎，得到尺寸在3-10mm的碎片；
2）采用萃取剂将废料中的白油萃取出来，得到萃取后的废膜；
3）将萃取后得到的萃取剂和白油的混合液与主线产生的萃取混合液混合后进入液体分离系统分离处理，以实现废料中的白油回用；
4）萃取后的废膜经过干燥后，得到废膜A，备用，干燥过程中产生的含萃取剂废气进入与主线配套的尾气回收系统回收处理，实现废膜表面残留萃取剂的回收利用；
（2）不含油废膜的前处理：将不含油废膜粉碎，得到尺寸在3-10mm的碎片，即为废膜B；
（3）造粒：采用螺杆挤出机将步骤4）干燥后的废膜A、步骤（2）粉碎后的废膜B分别造粒，得到粒径在3-8mm的废膜粒料A、废膜粒料B；
（4）成型：将步骤（3）得到的废膜粒料A或废膜粒料B与低密度聚乙烯按比例喂入挤出机中混合熔融，再在挤出机头采用管材模具进行管材成型。
2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述含油废膜和不含油废膜包括聚乙烯原料，所述聚乙烯原料包括分子量为30-120万的聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述步骤2）中，萃取是在搅拌釜内进行的，所述搅拌釜带夹套，搅拌器为双螺带搅拌器，所述搅拌釜内底部设置筛网支撑，萃取温度为20-25℃，搅拌釜外壁做保温。
4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述萃取剂为二氯甲烷。
5.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述步骤4）中，采用热空气对萃取后的废膜进行干燥，干燥温度为40-60℃。
6.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，螺杆直径在30-90mm，挤出温度在100-200℃范围内。
7.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述低密度聚乙烯的结晶度在55-65%之间，结晶熔点在108-126℃范围内。
8.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述废膜粒料A或废膜粒料B与低密度聚乙烯的质量比均为1：0.2-0.5。
9.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述成型得到的管材直径为32-630mm，壁厚为2.9-57.2mm。
10.根据权利要求1所述的锂电池隔膜生产线上的废膜处理回用工艺，其特征在于，所述步骤（4）还包括，采用冷却水对挤出管材进行冷却，冷却水温度为10-30℃。
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