一种干法自支撑膜片废片边角料回收再生方法与流程

专利2025-04-11  6


本发明涉及电池制备,特别涉及一种干法自支撑膜废片/边角料回收再生方法。


背景技术:

1、湿法和干法是锂电前段设备的两大主流技术路线。相较传统湿法技术,干法技术在半固态及全固态等高比能电池的电极膜片和电解质制造过程中,将更具规模化应用前景。在制造流程上,干法成膜技术步骤更少,而且在不使用有毒溶剂、减少电极分层、缩短生产线流程、减少设备投入、降低能耗、降低生产成本等方面,较湿法技术都具有明显的优势;在电池性能上,干法成膜可以实现更高的能量密度,电池的电性能和机械性能均更优。例如干法电极技术可以实现更高的压实密度:磷酸铁锂的压实密度可以从目前主流的2.30 g/cm³提升至3.05 g/cm³,提升幅度超30%;三元材料也可以从3.34 g/cm³提升至3.62 g/cm³,提升幅度超8%。这意味着单位体积下材料含有更多的活性物质,从而可实现电芯能量密度的提升。据悉,特斯拉的干法电极工艺能够减少18%的生产成本,缩短70%的生产线流程,并减少41%的设备投入。

2、目前在干法工艺研究制备膜片过程中,被切掉的边角料都作为废料处理。这不仅降低了原料的利用率,而且更重要造成了资源的浪费,还无形中增加了回收难度。也不利于环境保护。鉴于此,本发明提供一种简便、高效、经济的干法废膜片回收再利用方法,此方法具有巨大的经济和环境意义。


技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题,本发明提供了一种干法自支撑膜废片/边角料回收再生方法,用于提高原材料的利用率。

2、为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

3、一种干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,包括如下步骤:

4、(1)收集干法膜片工艺成型过程中切掉的废料/边角料膜片;

5、(2)将废料/边角料膜片拼接成完整的拼接长带;

6、(3)将步骤(2)中拼接长带进行热压成型,形成重生膜;

7、(4)将步骤(3)中的重生膜进行逐级减薄热压、切边成型,最终形成重生自支撑膜。

8、所述步骤(1)中将废料/边角料膜片按照厚度分类,此步骤目的是避免后续热压步骤中膜片局部压实过大,造成膜片局部开裂、卷曲、凹凸不平,本步骤为后续步骤的中良好膜片的重生奠定基础。

9、所述步骤(1)中将废料/边角料膜片按照批次收集,膜片的一致性较好。

10、所述步骤(2)中拼接成完整的拼接长带包括如下步骤,先将面积较大且厚度相近面积较大的废料/边角料膜片初步拼接成初级带,有利于减少膜片之间的缝隙面积及缝隙率,更有利于膜片的成型。

11、所述初级带的缝隙、孔洞、漏洞处采用小面积厚度相近或者厚度更小的废膜片覆盖,形成完整的搭接区域,称之为拼接长带。此步骤是为了后续热压过程中膜片之间相互连接在一起形成完整的搭接区域,降低热压过程中膜片的空隙率的产生,提升膜片的成膜率。

12、所述步骤(3)热压成型包括一次热压形成一次重生膜,和沿长度方向进行对折后再次热压成型,形成二次重生膜。

13、所述一次热压和再次热压的温度均为100-180℃。

14、所述步骤(2)(3)中拼接长带用钢带传送。不采用锂离子电池箔材,主要是锂离子电池箔材如铜箔铝箔等箔材厚度为6-15μm,延展性一般,在传输及热压过程中容易开裂、断带。

15、所述第一次热压成型以最大厚度的50%-90%热压;是防止膜片热压过度,造成膜片的开边缘、中心处、缝隙处开裂。

16、所述再次热压成型以总厚度的50%-90%进行热压,对折之后再次重压成型几乎不会有缝隙的产生,大大提升完好膜片的比例。所述厚度不包含运输介质。

17、将二次重生膜再进行逐级热压减薄成型,最终形成目的厚度的重生自支撑膜。

18、本发明具有以下有益效果:

19、1.本发明提供了一种利用物理方法对干法废膜片进行回收再生的方法,此方法采用简洁的物理方法回收且回收率很高,避免使用了污染环境的化学物质,不产生二次污染。

20、2.本发明还能够实现报废片回收再利用价值,一定程度上降低了成本,提升了原材料的利用率,实现原材料到膜片的100%利用,同时也产生一定经济效益。

21、3.本发明的废膜片经过了分切、辊边、叠边拼接成带,再经过一次、二次重生热辊压形成的横向纵向结构进行了旋转,从而形成聚四氟乙烯纤维的各向同性的排列方式,在此过程中大大提高了膜材的强度更有利于自动化收卷。

22、4.本发明的一次、二次重生过程中使最终原热辊压的方向与热辊压的方向垂直,更有益于ptfe缠结网络结构稳定,具有优良的三维导电网络。

23、5.本发明整个工艺步骤简单、高效,具有工业推广的较大可能性,可产生较大的经济和环境效益。



技术特征:

1.一种干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述步骤(1)中膜片为锂电池正极干法自支撑膜片或锂电池负极干法自支撑膜片。

3.根据权利要求1所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述步骤(1)中将废料/边角料膜片按照厚度分类。

4.根据权利要求3所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述步骤(1)中将废料/边角料膜片按照批次分类收集。

5.根据权利要求1-4任一项所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述步骤(2)中拼接成完整的拼接长带包括如下步骤,先将面积较大且厚度相近面积较大的废料/边角料膜片初步拼接成初级带;初级带的缝隙、孔洞、漏洞处采用小面积厚度相近或者厚度更小的废膜片覆盖,形成完整的搭接区域,称之为拼接长带。

6.根据权利要求5所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述步骤(3)热压成型包括一次热压形成一次重生膜,和沿长度方向进行对折后再次热压成型,形成二次重生膜。

7.根据权利要求5所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述一次热压和再次热压的温度均为100-180℃。

8.根据权利要求5所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述第一次热压成型以最大厚度的50%-90%热压。

9.根据权利要求5所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述再次热压成型以总厚度的50%-90%进行热压。

10.根据权利要求8或9所述的干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,其特征在于:所述步骤(2)、(3)中拼接长带用钢带传送;所述厚度不包含运输介质。


技术总结
本发明属于干法自支撑膜片回收再生技术领域,尤其涉及公开了一种干法自支撑膜片废片/边角料回收再生方法,所述的回收再生方法包括:将生产过程中切掉的废料或边角料收集并归类;将废膜片拼接到一起,在拼接缝隙处或漏洞处采用废膜片覆盖,形成拼接长带,之后进行第一次热压重生成型;将一次热压成型的膜片对折,进行二次再生热压;最后进行逐级减薄成型。本发明使废膜片/边角料回收再生形成自支撑膜,在一定程度上减少了浪费,提升了原材料的利用率,并实现了干法工艺自支撑膜100%的利用率,除此之外,本发明提供的重生膜加工性能更好、韧性更高。此方法步骤简单、高效、绿色、环保,具有工业极强的现实性,可产生较大的经济和环境效益。

技术研发人员:高桂红,霍锋,王童飞,李勇慧,阮晶晶,李珅珅,梁圣杰,韩甜,刘艳侠
受保护的技术使用者:郑州中科新兴产业技术研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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