一种PVDF电池隔膜边料的回收处理方法

张明敏 吴彬彬 王毓强

摘 要：电池隔膜在生产过程中需切除两边的边料，为将这些边料回收利用，变废为宝，通过试验，已摸索出了一套PVDF隔膜边料回收利用的处理方法，并应用于生产，达到了降低成本、保护环境的效果。

关键词：边料；回收；团粒

随着资源短缺、环境污染等问题的日益凸显，以环保、节能为主要特点的电动汽车正逐渐替代燃油汽车步入人们的生活。电动汽车是指以车载电源为动力，其电源主要为动力电池，电池由正极、负极、电解液、隔膜和壳体等几部分组成的。通常，在电池隔膜生产过程中，有部分边角料产生，如不处理这些边料就成了废弃物，不仅浪费，而且污染环境。笔者经过反复试验，成功探索出了一套隔膜边料有效回收利用的处理方法，与大家分享。

1 隔膜生产过程中边料的产生

一般在隔膜流延生产过程中，由于流延时两边会产生内缩，造成流延片的两边较厚，为满足收卷的平整性，在收卷前必需把两边的厚边料进行切除，切除的边角料通常称之为边料。另外，收卷后的隔膜还需要分切成标准规格的小卷，此时也会产生一小部分的边角料（包含检测不合格项），两部分的边料废膜合计会占一定的比例，最初开发时高达20%左右，如果弃之边料不回收，不仅浪费原料，造成隔膜单价提高，而且污染环境。

2 PVDF隔膜边料直接回收处理存在的问题

2.1 直接回收：将PVDF隔膜边料用薄膜破碎机破碎成小于1cm以下的小碎片，按20%的比例直接掺入原料回收利用。

2.2 存在问题：渗入回收料后生产的隔膜表面瑕疵数明显增多，断膜概率频发，由于隔膜内含有微孔，孔隙率为50%，碎片比重较轻，喂料时易架桥，普通喂料螺杆难喂料，需强制喂料。

2.3 原因分析：对隔膜表面瑕疵点进行分析，检查发现含有微小的白色胶条状，分析原因是破碎的小碎块在挤出机内熔融时间不够充分，另外过滤网堵塞也明显加重，试验表明此隔膜边料直接破碎后回收效果不理想。

3 几种常见的薄膜膜边料回收处理方法

常见的薄膜边料回收处理方法主要包括：方法一，把在线生产过程中的两条边料引至破碎机，破碎的边料再经过挤出机进行造粒，循环利用。方法二，改进塑料薄膜回收造粒机的性能，料筒熔料直接进入塑料挤出机，不必储存，直接挤出致密条型粒料，适用于造粒成型。方法三，将边料输送至边料装置，然后再送至边料回收挤出机，挤出机口处设置有切刀造粒，无需电加热，通过摩擦处理成熔融状态后挤出，实现在线回收边料、造粒、送料等自动化生产。

4 PVDF电池隔膜边料回收处理方法

为了探索出一种适合PVDF电池隔膜边料回收的处理方法，经过对边料回收设备的大量调研和试验，初步形成了适合PVDF隔膜边料处理的简单方法：

方法一：将边料隔膜引至薄膜破碎机碎成1cm大小的碎纸片待用。然后再用团料机进行团粒。团粒方法：先开启团粒机空转，等筒内温度升至70℃时，开始慢慢倒入碎纸片，等温度升到105℃时，停止进料，待温度升至110℃时，加入约200ml纯水，均匀浇入，冷却物料，待温度下降至105℃时，开启料阀卸出料。此方法团粒后的物料颗粒均匀一致，110℃温度已能使膜孔完全闭合，团粒后的物料能满足生产要求。

方法二：将边料隔膜剪成2米长的片状或条状待用，然后再投入团料机进行团粒。团粒方法：先开启团粒机空转，等筒内温度升至70℃时，开始慢慢投入隔膜片状或条状，等温度升到105℃时，停止进料，待温度升至110℃时，加入约200ml纯水，均匀浇入，冷却物料，待温度下降至105℃时，开启料阀卸出料。此时团粒后的物料颗粒不均匀，约有5～10%的小条状物和较大颗粒状，条状物可收集直接投入团粒机继续团粒，其余团粒后的物料需进入破碎机重新破碎，破碎机的筛网孔径为4 mm，经过破碎机处理后的物料可满足生产要求。

方法三：将边料隔膜引至薄膜破碎机碎成1cm大小不一的碎纸片待用。经冷冻粉碎处理加工成需要的目数（200目左右），可直接喂料生产。

表1 三种方法加工时间、加工费用（100kg边料）对比

注：在用破碎机功率为5kw，团粒机功率为30kw，工业电费按1元/度计算。

以上三种加工方法的物料均可直接投入生产，方法二的加工费用最为经济。

表2 隔膜边料回收前后数据对比

目前单个电池隔膜用量约为1m2，原料消耗量由原来的23.05g降至19.36g，单个电池隔膜材料成本至少可降低0.3元/个。

5 结束语

按年产电池300万个计，每年可节省90万元，不仅给企业创造了利润，而且也减少了环境污染，真正实现变废为宝。隔膜的边料回收值得大力提倡。

参考文献

[1]林超琪.双向拉伸薄膜生产线的边料在线回收系统[J].广东化工，2002，02.

[2]孟召林.多功能塑料薄膜回收造粒机[P].中国专利：CN95202991.X.1996-5-29.

[3]梁永江，吴国铭.一种薄膜边料在线回收机[P].中国专利：CN201210

004535.7. 2012-7-1.

作者简介：张明敏 （1966-5），女，浙江省湖州市，工程师，大专，研究方向：鋰离子电池材料开发过程工艺及设备的研究。