[发明专利]一种低成本高效降低萃取剂挥发的装置及方法

说明书

本发明公开了一种低成本高效降低萃取剂挥发的装置及方法，属于电池隔膜生产设备技术领域。本发明的一种低成本高效降低萃取剂挥发的装置，包括一种或几种半径大小不同的聚合物球体，所述聚合物球体覆盖于萃取剂液面上，该聚合物球体采用聚烯烃材质，具体优选为PP、PE和PTFE中的任一种或一种以上的组合；本发明的一种低成本高效降低萃取剂挥发的方法，将一种或几种半径大小不同的聚合物球体放入萃取剂储罐或萃取槽内，使聚合物球体自然漂浮于萃取剂液面即可。采用本发明的技术方案可以有效减少运输、储备及萃取工序中萃取剂的挥发，进而保证所得隔膜的萃取效果和质量。

技术领域

本发明属于电池隔膜生产设备技术领域，更具体地说，涉及一种低成本高效降低萃取剂挥发的装置及方法。

背景技术

锂离子电池作为高能量电源，其应用范围不断拓展，已被广泛应用于便携式电子装置、电动工具、电动汽车、储能电站等领域。锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜等组成，其中，正极材料由含锂的过渡金属氧化物组成，常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂；负极材料可以是石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒，电解液大部分是由六氟磷酸锂(LiFL6)加上有机溶剂配成。隔膜作为锂离子电池中重要的一部分，其作用是将正极与负极材料隔开，容许离子通过，阻止电子通过，锂电池隔膜的性能直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

目前，通用的锂离子电池隔膜主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)聚烯烃基微孔膜，其制备工艺主要分为两种：干法工艺(单向拉伸和双向拉伸)和湿法工艺(热致相分离法)。其中，在湿法工艺萃取工序中，主要是采取低沸点、易挥发性溶剂将其洗脱出来，常用的萃取剂有己烷，庚烷，丙酮，二氯甲烷等易挥发的有机溶剂，且因这些物质具有不易燃，不易爆，对人体危害小的特性，而被广泛应用。其中，二氯甲烷是目前较为常用的一种萃取剂，其沸点在39.8摄氏度，因此极易在储存和运输的过程中因温度变化而产生大量挥发。

传统的工艺中主要是采用钢板覆盖或液封的方法来降低二氯甲烷的挥发量，但采用钢板覆盖时，钢板取放操作不便，而采用液封方法时对温度较为敏感，易对隔膜的性能产生影响。例如专利文献(公布号CN 107252572 A)公开了一种水封法锂离子电池隔膜萃取工艺，该申请案通过在萃取设备中加入水，从而可以减少二氯甲烷的挥发量，但是其仍有改进的余地，例如从萃取剂的回收再利用的角度考虑，液封法增加了回收精馏的工作量，而且隔膜在萃取剂、水和空气中来回穿行，温度的改变可能会影响隔膜的性能，比如边缘收缩，折皱等。另外萃取剂在运输和储备的过程中也需要良好的封存以减少损耗。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有锂离子电池湿法隔膜工艺萃取工序中，所用萃取剂易发生挥发，从而影响隔膜萃取效果的不足，提供了一种低成本高效降低萃取剂挥发的装置及方法，采用本发明的技术方案可以有效减少运输、储备及萃取工序中萃取剂的挥发，进而保证所得隔膜的萃取效果和质量。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种低成本高效降低萃取剂挥发的装置，包括一种或几种半径大小不同的聚合物球体，所述聚合物球体覆盖于萃取剂液面上，该聚合物球体采用聚烯烃材质。

更进一步的，所述的聚合物球体采用PP、PE和PTFE中的任一种或一种以上的组合。

更进一步的，所述的聚合物球体为空心或者半空心结构或者二者的组合。

更进一步的，所述聚合物球体的半径大小范围为0.2cm～10cm。

更进一步的，所述聚合物球体的半径与萃取剂储罐或萃取槽半径之间满足以下关系式：