一種PVDF電池隔膜邊料的回收處理方法

張明敏 吳彬彬 王毓強

摘 要：電池隔膜在生產過程中需切除兩邊的邊料，為將這些邊料回收利用，變廢為寶，通過試驗，已摸索出了一套PVDF隔膜邊料回收利用的處理方法，并應用于生產，達到了降低成本、保護環境的效果。

關鍵詞：邊料；回收；團粒

隨著資源短缺、環境污染等問題的日益凸顯，以環保、節能為主要特點的電動汽車正逐漸替代燃油汽車步入人們的生活。電動汽車是指以車載電源為動力，其電源主要為動力電池，電池由正極、負極、電解液、隔膜和殼體等幾部分組成的。通常，在電池隔膜生產過程中，有部分邊角料產生，如不處理這些邊料就成了廢棄物，不僅浪費，而且污染環境。筆者經過反復試驗，成功探索出了一套隔膜邊料有效回收利用的處理方法，與大家分享。

1 隔膜生產過程中邊料的產生

一般在隔膜流延生產過程中，由于流延時兩邊會產生內縮，造成流延片的兩邊較厚，為滿足收卷的平整性，在收卷前必需把兩邊的厚邊料進行切除，切除的邊角料通常稱之為邊料。另外，收卷后的隔膜還需要分切成標準規格的小卷，此時也會產生一小部分的邊角料（包含檢測不合格項），兩部分的邊料廢膜合計會占一定的比例，最初開發時高達20%左右，如果棄之邊料不回收，不僅浪費原料，造成隔膜單價提高，而且污染環境。

2 PVDF隔膜邊料直接回收處理存在的問題

2.1 直接回收：將PVDF隔膜邊料用薄膜破碎機破碎成小于1cm以下的小碎片，按20%的比例直接摻入原料回收利用。

2.2 存在問題：滲入回收料后生產的隔膜表面瑕疵數明顯增多，斷膜概率頻發，由于隔膜內含有微孔，孔隙率為50%，碎片比重較輕，喂料時易架橋，普通喂料螺桿難喂料，需強制喂料。

2.3 原因分析：對隔膜表面瑕疵點進行分析，檢查發現含有微小的白色膠條狀，分析原因是破碎的小碎塊在擠出機內熔融時間不夠充分，另外過濾網堵塞也明顯加重，試驗表明此隔膜邊料直接破碎后回收效果不理想。

3 幾種常見的薄膜膜邊料回收處理方法

常見的薄膜邊料回收處理方法主要包括：方法一，把在線生產過程中的兩條邊料引至破碎機，破碎的邊料再經過擠出機進行造粒，循環利用。方法二，改進塑料薄膜回收造粒機的性能，料筒熔料直接進入塑料擠出機，不必儲存，直接擠出致密條型粒料，適用于造粒成型。方法三，將邊料輸送至邊料裝置，然后再送至邊料回收擠出機，擠出機口處設置有切刀造粒，無需電加熱，通過摩擦處理成熔融狀態后擠出，實現在線回收邊料、造粒、送料等自動化生產。

4 PVDF電池隔膜邊料回收處理方法

為了探索出一種適合PVDF電池隔膜邊料回收的處理方法，經過對邊料回收設備的大量調研和試驗，初步形成了適合PVDF隔膜邊料處理的簡單方法：

方法一：將邊料隔膜引至薄膜破碎機碎成1cm大小的碎紙片待用。然后再用團料機進行團粒。團粒方法：先開啟團粒機空轉，等筒內溫度升至70℃時，開始慢慢倒入碎紙片，等溫度升到105℃時，停止進料，待溫度升至110℃時，加入約200ml純水，均勻澆入，冷卻物料，待溫度下降至105℃時，開啟料閥卸出料。此方法團粒后的物料顆粒均勻一致，110℃溫度已能使膜孔完全閉合，團粒后的物料能滿足生產要求。

方法二：將邊料隔膜剪成2米長的片狀或條狀待用，然后再投入團料機進行團粒。團粒方法：先開啟團粒機空轉，等筒內溫度升至70℃時，開始慢慢投入隔膜片狀或條狀，等溫度升到105℃時，停止進料，待溫度升至110℃時，加入約200ml純水，均勻澆入，冷卻物料，待溫度下降至105℃時，開啟料閥卸出料。此時團粒后的物料顆粒不均勻，約有5～10%的小條狀物和較大顆粒狀，條狀物可收集直接投入團粒機繼續團粒，其余團粒后的物料需進入破碎機重新破碎，破碎機的篩網孔徑為4 mm，經過破碎機處理后的物料可滿足生產要求。

方法三：將邊料隔膜引至薄膜破碎機碎成1cm大小不一的碎紙片待用。經冷凍粉碎處理加工成需要的目數（200目左右），可直接喂料生產。

表1 三種方法加工時間、加工費用（100kg邊料）對比

注：在用破碎機功率為5kw，團粒機功率為30kw，工業電費按1元/度計算。

以上三種加工方法的物料均可直接投入生產，方法二的加工費用最為經濟。

表2 隔膜邊料回收前后數據對比

目前單個電池隔膜用量約為1m2，原料消耗量由原來的23.05g降至19.36g，單個電池隔膜材料成本至少可降低0.3元/個。

5 結束語

按年產電池300萬個計，每年可節省90萬元，不僅給企業創造了利潤，而且也減少了環境污染，真正實現變廢為寶。隔膜的邊料回收值得大力提倡。

參考文獻

[1]林超琪.雙向拉伸薄膜生產線的邊料在線回收系統[J].廣東化工，2002，02.

[2]孟召林.多功能塑料薄膜回收造粒機[P].中國專利：CN95202991.X.1996-5-29.

[3]梁永江，吳國銘.一種薄膜邊料在線回收機[P].中國專利：CN201210

004535.7. 2012-7-1.

作者簡介：張明敏 （1966-5），女，浙江省湖州市，工程師，大專，研究方向：鋰離子電池材料開發過程工藝及設備的研究。