CN112659401A - 湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，包括如下步骤：收集湿法隔膜生产工艺过程中的含油废料，并将所述含有废料破碎得到碎料，所述含油废料的含油率大于60wt％；将所述碎料转移至压实仓中，在所述压实仓的挤压作用下从所述碎料中挤压出部分白油并进行回收，然后喂入挤出机中进行熔融挤出，所述挤出机的料筒底部具有孔，所述孔用于使白油在所述熔融挤出的过程流出，回收流出的白油；将熔融挤出的熔体进行造粒并在水中实现油水分离，回收分离出的白油，造粒结束后得到回收物料，收集、干燥后可进行再生利用；所述回收物料的含油率小于30wt％。本发明的回收方法能将含油废料中的白油有效去除，并实现对去除的白油的回收。

Description

湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池有用部件的回收再生技术领域，具体涉及湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法。
背景技术
随着化石燃料的减少和可再生资源的发展，能源的存储和转换在未来扮演着重要的角色。锂离子电池凭借它的高能量密度，较好的循环性能，低自放电率，被广泛地用于便携式电子设备、插电式混合动力汽车和长期储能系统等一些新兴领域中。锂电池隔膜是锂离子电池中的核心材料之一，在电池中主要起到将电池的正、负极分隔开来防止内部短路以保证电池的安全性，同时具有适当的孔结构让锂离子在液体电解液中自由通过形成回路。锂电池隔膜是一种高技术壁垒、高附加值材料，具有巨大的市场潜力。
锂离子电池中广泛使用的隔膜主要为聚烯烃微孔膜，这种隔膜的化学结构稳定、力学强度优良、电化学稳定性好，还具有热自闭功能。聚烯烃隔膜的生产工艺可分为干法工艺和湿法工艺。其中湿法又称为热致相分离法，是指聚烯烃在高温下溶解于稀释剂中，通过降温过程使体系发生固液相分离或液液相分离过程，然后脱除稀释剂，即可制得聚合物微孔膜。最常用的稀释剂为白油，脱除白油常用工艺为二氯甲烷萃取。因此在湿法工艺制备锂电池隔膜的生产调试过程中，会产生大量的挤出机开机料、停机料以及萃取工序之前的断膜料，以上这些物料统称含油废料。含油废料的主要成分为聚烯烃和白油，其中白油含量占比60wt％～80wt％，聚烯烃占比20wt％～40wt％。目前大部分湿法隔膜生产厂家都没能实现对含油废料的回收利用，由于含有废料中含油量较高，无法直接实现对含油废料的再利用，首要解决的技术问题是对含油废料中白油的有效去除，目前没有较好的实现方法。
发明内容
为了解决含有废料中白油的去除的技术问题，而提供湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法。本发明的回收方法能将含油废料中的白油有效去除，并实现对去除的白油的回收，有效节约资源。
为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，包括如下步骤：
(1)破碎：收集湿法隔膜生产工艺过程中的含油废料，并将所述含有废料破碎得到碎料，所述含油废料的含油率大于60wt％；
(2)压实喂料、挤出：将所述碎料转移至压实仓中，在所述压实仓的挤压作用下从所述碎料中挤压出部分白油并进行回收，然后喂入挤出机中进行熔融挤出，所述挤出机的料筒底部具有孔，所述孔用于使白油在所述熔融挤出的过程流出，回收流出的白油；由于在喂料之前已经将部分白油压出，在熔融挤出阶段将不会发生打滑现象，若不进行压实仓中的挤压而直接进行熔融挤出则会发生打滑现象，螺杆将不能把废料输送至料筒，挤出过程将不能顺利进行；
(3)造粒收集：将熔融挤出的熔体进行造粒并在水中实现油水分离，回收分离出的白油，造粒结束后得到回收物料，收集、干燥后可进行再生利用；所述回收物料的含油率小于30wt％。
进一步地，所述破碎采用撕碎机将所述含油废料撕碎，制成任意方向尺寸小于100mm的碎料。
进一步地，所述压实仓带有旋转刀片。带旋转刀片的压实仓能够对碎料进行进一步的破碎，在压实仓中挤压时能回收得到更多的白油。
再进一步地，所述刀片的转速为500rpm～2000rpm。
进一步地，所述挤出机为单螺杆挤出机。
进一步地，所述孔分别开设在所述料筒的压缩段和计量段。
进一步地，所述熔融挤出的温度为150℃～240℃。
进一步地，步骤(3)采用水环切粒进行造粒。水环切粒比常规切粒具有较高的出油量。
有益技术效果：
本发明是对湿法工艺制备锂电池隔膜的生产过程中产生的大量挤出机开机料、停机料以及萃取工序之前的断膜料等含油废料进行回收以有效去除含油废料中的白油，并得到回收物料。本发明的回收方法中，先将含油废料破碎至小碎片，这样在后续压实仓中能够得到有效挤压并出油，压实仓是带有旋转刀头的，在挤压过程中能够对小碎片进一步破碎至更小尺寸，以获得更好的压实出油率，这样喂入后续挤出机中将不会发生打滑，而能够顺利进行熔融挤出，在熔融挤出的过程中于料筒的压缩段和计量段的底部开设孔，使得白油能够在熔融挤出的过程中于孔中流出，以进一步去除废料中的白油，然后采用水环切粒进行造粒更进一步去除废料中的白油，以此最后得到含油率较低的回收物料，并可对回收物料进行进一步的再生利用；在本发明方法中，每一步对白油的去除均有较大贡献，对每一步去除的白油进行回收，回收后的白油可直接利用，这样可以有效降低生产成本，节约资源。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
以下实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定；若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、或相关企业提出的标准要求进行。除非另有说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
实施例1
湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，包括如下步骤：
(1)破碎：收集湿法隔膜生产工艺过程中的含油废料，含油率为80wt％，并将所述含有废料置于撕碎机中撕碎，制成任意方向尺寸小于100mm的碎料；
(2)压实喂料：将所述碎料转移至带有旋转刀片压实仓中，刀片转速为1500rpm，在所述压实仓的刀片及挤压作用下对所述碎料进一步破碎并从中挤压出部分白油并进行回收，使碎料能够顺利喂入挤出机中而不产生打滑，计算出油的比重；
挤出：喂入单螺杆挤出机中进行熔融挤出，单螺杆挤出机共5个加热区，温度分别为150℃(低温输送段)、180℃(低温输送段)、220℃(压缩段)、230℃(压缩段)和210℃(计量段)，在挤出机的料筒压缩段和计量段底部均开设有孔，所述孔用于使白油在熔融挤出的过程中流出，回收流出的白油，并计算出油的比重；
(3)造粒：将熔融挤出的熔体进行水环切粒造粒并在水中实现油水分离，回收分离出的白油，并计算出油的比重；
收集：造粒结束后得到回收物料，收集、干燥后可进行再生利用。
实施例2
湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，包括如下步骤：
(1)破碎：收集湿法隔膜生产工艺过程中的含油废料，含油率为70wt％，并将所述含有废料置于撕碎机中撕碎，制成任意方向尺寸小于100mm的碎料；
(2)压实喂料：将所述碎料转移至带有旋转刀片压实仓中，刀片转速为1200rpm，在所述压实仓的刀片及挤压作用下对所述碎料进一步破碎并从中挤压出部分白油并进行回收，使碎料能够顺利喂入挤出机中而不产生打滑，计算出油的比重；
挤出：喂入单螺杆挤出机中进行熔融挤出，单螺杆挤出机共5个加热区，温度分别为150℃(低温输送段)、170℃(低温输送段)、210℃(压缩段)、230℃(压缩段)和200℃(计量段)，在挤出机的料筒压缩段和计量段底部均开设有孔，所述孔用于使白油在熔融挤出的过程中流出，回收流出的白油，并计算出油的比重；
(3)造粒：将熔融挤出的熔体进行水环切粒造粒并在水中实现油水分离，回收分离出的白油，并计算出油的比重；
收集：造粒结束后得到回收物料，收集、干燥后可进行再生利用。
实施例3
湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，包括如下步骤：
(1)破碎：收集湿法隔膜生产工艺过程中的含油废料，含油率为60wt％，并将所述含有废料置于撕碎机中撕碎，制成任意方向尺寸小于100mm的碎料；
(2)压实喂料：将所述碎料转移至带有旋转刀片压实仓中，刀片转速为1000rpm，在所述压实仓的刀片及挤压作用下对所述碎料进一步破碎并从中挤压出部分白油并进行回收，使碎料能够顺利喂入挤出机中而不产生打滑，计算出油的比重；
挤出：喂入单螺杆挤出机中进行熔融挤出，单螺杆挤出机共5个加热区，温度分别为150℃(低温输送段)、160℃(低温输送段)、210℃(压缩段)、230℃(压缩段)和210℃(计量段)，在挤出机的料筒压缩段和计量段底部均开设有孔，所述孔用于使白油在熔融挤出的过程中流出，回收流出的白油，并计算出油的比重；
(3)造粒：将熔融挤出的熔体进行水环切粒造粒并在水中实现油水分离，回收分离出的白油，并计算出油的比重；
收集：造粒结束后得到回收物料，收集、干燥后可进行再生利用。
以上实施例每一步的出油比重见表1。
表1各实施例每一步的出油比重
项目 实施例1 实施例2 实施例3
含油废料的含油率(wt％) 80 70 60
压实喂料阶段的出油比重(wt％) 12 9 7
挤出阶段的出油比重(wt％) 44 33 28
造粒阶段的出油比重(wt％) 5 4 4
总出油比重(wt％) 61 46 39
回收物料中的含油率(wt％) 19 24 21
出油效率(％) 76.3 65.7 65
由表1可知，通过本发明方法，可有效去除含油废料中的白油含量，出油效率可达65％以上，使最终制得的回收物料中的含油率可低于25wt％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)破碎：收集湿法隔膜生产工艺过程中的含油废料，并将所述含有废料破碎得到碎料，所述含油废料的含油率大于60wt％；
(2)压实喂料、挤出：将所述碎料转移至压实仓中，在所述压实仓的挤压作用下从所述碎料中挤压出部分白油并进行回收，然后喂入挤出机中进行熔融挤出，所述挤出机的料筒底部具有孔，所述孔用于使白油在所述熔融挤出的过程流出，回收流出的白油；
(3)造粒收集：将熔融挤出的熔体进行造粒并在水中实现油水分离，回收分离出的白油，造粒结束后得到回收物料，收集、干燥后可进行再生利用；所述回收物料的含油率小于30wt％。
2.根据权利要求1所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，所述破碎采用撕碎机将所述含油废料撕碎，制成任意方向尺寸小于100mm的碎料。
3.根据权利要求1所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，所述压实仓带有旋转刀片。
4.根据权利要求3所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，所述刀片的转速为500rpm～2000rpm。
5.根据权利要求1所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，所述挤出机为单螺杆挤出机。
6.根据权利要求1所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，所述孔分别开设在所述料筒的压缩段和计量段。
7.根据权利要求1所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，所述熔融挤出的温度为150℃～240℃。
8.根据权利要求1所述的湿法锂电池隔膜含油废料的回收方法，其特征在于，步骤(3)采用水环切粒进行造粒。
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