随着全球逐渐远离化石燃料,对高质量电池的需求不断增加。电池在电动汽车和可再生能源储存中起着关键作用,这两者都具有环境效益。在本文中,我们将探讨如何通过回收利用 N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP) 来使电池制造更加可持续,同时节约成本。
NMP 在锂离子电池制造中的作用及回收的重要性
N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP) 在锂离子 (Li-ion) 电池制造中被广泛用作溶剂,用于溶解聚偏氟乙烯 (PVDF) 等粘合剂,以及制备电极浆料。含有 NMP、粘合剂、活性材料和添加剂的均匀浆料被涂覆在高性能电池核心的集流体上。
尽管 NMP 在许多电池制造工艺中,但它也给成本、环境影响、安全风险和溶剂排放法规的合规性带来了挑战。这些挑战使得妥善处理和高效回收 NMP 成为降低成本、减少排放和确保更安全工作环境的重要手段。
各家电池制造商纷纷寻求更可持续且更具成本效益的生产方法,对改善 NMP 回收效果的兴趣也日益增加。回收的 NMP 越多,生产成本就越低,环境影响也越小。回收的 NMP 通常会出售给回收工厂,这些回收工厂可能会将其重新供应给电池制造商。NMP 还可以用于其他行业,如制药和半导体行业。
通过回收再利用 NMP,制造商不仅降低了成本,还能推进形成更加可持续和更负责任的电池制造工艺。
改善 NMP 回收效果
在电池制造的干燥阶段,NMP 会在电极浆料干燥过程中蒸发。干燥过程中释放的 NMP 蒸汽通过三个主要步骤进行收集和净化:
冷凝:NMP 蒸汽被收集、冷却并凝结成液态。液态 NMP 被收集起来进行进一步净化。
洗涤:剩余的 NMP 蒸汽进入洗涤器,在那里去除杂质和残留气体。
精馏:对净化后的 NMP 进行精馏,从剩余杂质中分离出高纯度溶剂,使其可以再次使用。
如何通过在线折光仪改善 NMP 回收效果
在线折光仪可使 NMP 回收过程更加高效,从而更具成本效益。持续、实时的 NMP 浓度测量有助于精确控制 NMP 回收过程中的关键阶段。这样就能在必要时即时调整,改善工艺效果,保障 NMP 的质量。
在线折光仪技术的同步浓度测量可以从两大方面改善 NMP 回收效果:
洗涤器:在线折光仪可实时提供浓度数据,因此可以对洗涤器参数进行精确调整。此优化措施可减少溶剂损失、提高回收率、降低生产成本,还可减少水和能源消耗,使该流程更加可持续。
精馏塔。在精馏塔出口处监测 NMP 浓度可确保高效使用能源,借此就可以对精馏参数进行微调,确保获取高纯度的 NMP,防止回收的溶剂受到污染。
维萨拉 Polaris™ 在线折光仪非常适合实时监测 NMP 浓度。Polaris™ PR53GC 紧凑型折光仪和 Polaris™ PR53GP 探头在线折光仪都可以与 Indigo520 数据处理单元搭配,轻松、准确地进行实时监测。
减少溶剂使用和废弃物的环境效益
减少电池制造中的 NMP 用量和 NMP 废料,有助于降低制造过程对环境的影响。通过回收再利用 NMP,制造商可以防止其释放到大气中,从而减少空气污染,并充分降低 NMP 污染水源的风险。回收再利用还减少了生产 NMP 原料的需求,而其生产过程会消耗大量能源。这有助于减少整个电池生产行业的碳足迹。回收 NMP 还能帮助制造商遵守日益严格的环境法规。
回收 NMP、降低原材料成本的经济优势
除了显著的环境效益外,回收 NMP、降低原材料成本还具有许多经济优势。NMP 是一种昂贵的化学品,因此减少其用量并予以回收可以降低总体材料成本。减少对 NMP 的需求还可提高供应链的抗风险能力,降低供应短缺的风险。最后,通过回收 NMP 来推动循环经济可以提升制造商的品牌声誉,同时对可持续实践的政策激励和政府补助也可以降低运营成本。
让电池制造更加可持续
通过减少废弃物、降低排放并回收有价值的原材料,电池制造商不仅可以将环境影响降至更低,还能享受丰厚的经济效益。而要实现这一目标,理想方法就是使用在线折光仪技术实时监测 NMP 浓度。这有助于优化制造过程 — 减少 NMP 用量、改善回收效果,同时降低环境影响和成本。