鋰電池濕法隔膜生產(chǎn)中的VOCs回收利用探討

作為一個(gè)鋰離子電池生產(chǎn)和消費(fèi)大國，我國已經(jīng)基本形成從礦產(chǎn)資源、電池材料和配件到鋰離子電池及終端應(yīng)用產(chǎn)品的完整產(chǎn)業(yè)鏈。雖然我國的鋰離子電池市場(chǎng)呈現(xiàn)欣欣向榮的景象，但我國不是一個(gè)鋰離子電池強(qiáng)國，以下從鋰離子電池隔膜和鋁塑膜兩方面談一談我們的不足。 

隔膜：

1鋰離子電池隔膜的作用

隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，它位于電池內(nèi)部正負(fù)極之間，保證鋰離子通過的同時(shí)，阻礙電子傳輸。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。 

鋰離子電池對(duì)隔膜的要求

鋰離子電池對(duì)隔膜的要求包括：

（1）具有電子絕緣性，保證正負(fù)極的機(jī)械隔離；

（2）有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率，對(duì)鋰離子有很好的透過性；（3）耐電解液腐蝕，有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，這是由于電解質(zhì)的溶劑為強(qiáng)極性的有機(jī)化合物；

（4）具有良好的電解液的浸潤性，并且吸液保濕能力強(qiáng)；

（5）力學(xué)穩(wěn)定性高，包括穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等，但厚度盡可能??；

（6）空間穩(wěn)定性和平整性好；

（7）熱穩(wěn)定性和自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)性能好；

（8）受熱收縮率小，否則會(huì)引起短路，引發(fā)電池?zé)崾Э?。除此之外，?dòng)力電池通常采用復(fù)合膜，對(duì)隔膜的要求更高。

鋁塑電池隔膜：

1鋰離子電池鋁塑膜的作用

鋁塑膜是鋰離子電池五大材料之一，是軟包鋰電池封裝材料。鋁塑膜由外層尼龍層/粘合劑/中間層鋁箔/粘合劑/內(nèi)層熱封層，共五層組成，每層功能要求都比較高。

2鋰離子電池對(duì)鋁塑膜的要求

鋁塑膜的阻隔能力、耐穿刺能力、電解液穩(wěn)定性、耐高溫性和絕緣性影響著鋰離子電池的使用性能。任何一個(gè)方面有所缺失，都有可能導(dǎo)致電池性能下降，直接報(bào)廢。鋁塑膜采用精密涂布技術(shù)生產(chǎn)，目前，日本企業(yè)具有的精密涂布技術(shù)。 

3鋰離子電池鋁塑膜工藝

干法和熱法工藝是鋁塑膜主要采用的生產(chǎn)工藝。干法工藝是鋁和聚丙烯用粘合劑粘結(jié)后直接壓合而成，熱法工藝是鋁和聚丙烯之間用MPP接著，在緩慢升溫升壓熱壓合而成。

干法生產(chǎn)的鋁塑膜薄，外觀好，具有優(yōu)良的深沖性能和防短路性能，且工藝簡單、成本低，然而與熱法相比，耐電解液和抗水性能較差；熱法的優(yōu)點(diǎn)在耐電解液和抗水性能好，但是深沖成型性能、防短路性能不如干法，外觀和裁切性差。 

濕法隔膜成為未來5年主流路線：

2016年四大鋰電隔膜企業(yè)日本旭化成、日本東麗、美國Celgard和韓國SKI四家公司分別占據(jù)20.8%、15.1% 、10.8%和9.6%，前四家隔膜企業(yè)占據(jù)近50%份額。目前，制造隔膜的廠家以濕法為主，濕法隔膜的價(jià)格較貴，未來濕法隔膜在動(dòng)力電池中仍將走的市場(chǎng)路線，而中低端動(dòng)力電池仍將以干法為主。

濕法隔膜生產(chǎn)流程分為6大系統(tǒng)：投料和配料系統(tǒng)、擠出混合系統(tǒng)、鑄片冷卻系統(tǒng)、拉伸系統(tǒng)、收卷系統(tǒng)和洗滌烘干系統(tǒng)。每一個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)都需要較高的精度保障，精密控制能力不足造成濕法隔膜厚度不均、微孔狀態(tài)不易呈現(xiàn)、孔隙率變大等問題造成隔膜一致性差。因此濕法隔膜工藝的精密控制程度也至關(guān)重要。

鋰電池濕法隔膜生產(chǎn)采用的涂布工藝過程中，涂布流程中都會(huì)有不同程度的環(huán)境污染，主要為空氣污染，氣體主要污染物是“有機(jī)揮發(fā)物”，英文縮寫為VOC（主要包括異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醇、丙烯酸、重金屬銀離子、丙酮等），是一些能與陽光臭氧層中的氧化氮發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)化合物，揮發(fā)到空氣中的VOC，與灰塵中細(xì)微塵埃粒子和其他物質(zhì)結(jié)合會(huì)形成灰霧，刺激人體肺部，對(duì)動(dòng)、植物等各種生物健康帶來負(fù)面影響。

目前濕法隔膜生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)企業(yè)眾多，但濕法隔膜生產(chǎn)技術(shù)有一個(gè)弊端是環(huán)境污染較為嚴(yán)重，尤其是在濕法隔膜生產(chǎn)工藝中的洗滌烘干過程中會(huì)產(chǎn)生大量的VOCs企業(yè)，近年來政府對(duì)環(huán)保要求的越來越嚴(yán)格，所以眾多的鋰電池濕法隔膜生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)較多較大的環(huán)保達(dá)標(biāo)壓力。

標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)采用日本VOCs處理工藝，能夠有效解決鋰電池濕法隔膜生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題。一般常規(guī)處理方式有：

處理工藝簡述：

一般可考慮使用蓄熱式氧化、轉(zhuǎn)輪濃縮+RTO/RCO/活性炭吸附等工藝來防止污染氣體排放。

華世潔根據(jù)多年行業(yè)的深入挖掘和廢氣治理的成功經(jīng)驗(yàn)，為你提供性價(jià)比的解決方案

推薦采用:吸附回收+蓄熱氧化+余熱回用的處理技術(shù)

1、吸附回收

華世潔吸附回收處理設(shè)備，依托于強(qiáng)大的科研團(tuán)隊(duì)和各大院校科研院所的技術(shù)支持，具有自主研發(fā)的吸附材料，且在行業(yè)內(nèi)具有豐富的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

①活性炭纖維吸附回收處理技術(shù)是應(yīng)用吸附材料的吸附脫附性能來回收處理廢氣中污染物的方法，可用于處理中低濃度1000-100000m?/h風(fēng)量的有機(jī)廢氣。

②活性炭顆粒吸附回收處理技術(shù)是應(yīng)用吸附材料的吸附脫附性能來回收處理廢氣中污染物的方法，一般用于處理中高濃度的有機(jī)廢氣。

2、蓄熱氧化

①床式蓄熱氧化

把廢氣加熱到760℃進(jìn)行直接燃燒，或者加熱到300℃進(jìn)行催化燃燒，使廢氣中的VOCs氧化分解成CO2和H2O，氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)陶瓷蓄熱體，使之升溫“蓄熱”，并用來預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣，從而節(jié)省廢氣升溫燃料消耗的處理技術(shù)。

②旋轉(zhuǎn)式蓄熱氧化

產(chǎn)品特點(diǎn)：

特殊吸附材料，更高的吸附容量

負(fù)壓+蒸汽脫附，降低運(yùn)行能耗

合理控制冷凝溫度，節(jié)約廢水處理能耗