工業(yè)濾芯在鋰電池生產(chǎn)中對(duì)保障高純度環(huán)境起著關(guān)鍵作用,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
原材料提純
正極材料:鋰電池正極材料如磷酸鐵鋰、三元材料等的生產(chǎn)過(guò)程中,需要對(duì)原材料進(jìn)行高精度提純。例如,在碳酸鋰的提純過(guò)程中,工業(yè)濾芯能夠過(guò)濾掉微米級(jí)甚至納米級(jí)的雜質(zhì)顆粒,確保碳酸鋰的純度達(dá)到 99.9% 以上,從而保證正極材料的性能穩(wěn)定,提高鋰電池的能量密度和循環(huán)壽命。
負(fù)極材料:對(duì)于石墨等負(fù)極材料,在粉碎、球磨等加工環(huán)節(jié)后,會(huì)使用工業(yè)濾芯進(jìn)行精細(xì)過(guò)濾。通過(guò)準(zhǔn)確控制濾芯的孔徑和過(guò)濾精度,能夠有效去除在加工過(guò)程中引入的金屬雜質(zhì)和其他異物,使負(fù)極材料的純度達(dá)到相應(yīng)的高標(biāo)準(zhǔn),有助于提升鋰電池的充放電效率和安全性。
電解液過(guò)濾
去除雜質(zhì)顆粒:電解液是鋰電池中離子傳輸?shù)妮d體,其純度對(duì)電池性能至關(guān)重要。工業(yè)濾芯能夠?qū)㈦娊庖褐械奈⑿☆w粒雜質(zhì),如灰塵、金屬屑等過(guò)濾掉,使電解液的顆粒度控制在很低水平,通常要求每毫升電解液中大于 0.5 微米的顆粒數(shù)不超過(guò) 100 個(gè),從而避免這些雜質(zhì)顆粒對(duì)電池內(nèi)部造成短路或其他損壞,提高電池的穩(wěn)定性和可靠性。
脫除水分和氣體:除了顆粒雜質(zhì),電解液中的水分和氣體也會(huì)對(duì)鋰電池的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。工業(yè)濾芯通常會(huì)結(jié)合吸附、膜分離等技術(shù),將電解液中的水分含量降低到很低水平,一般要求水分含量小于 20ppm。同時(shí),有效脫除電解液中的溶解氣體,如氧氣、氮?dú)獾?,防止在電池充放電過(guò)程中發(fā)生副反應(yīng),保障電池的循環(huán)壽命和安全性。
生產(chǎn)環(huán)境凈化
空氣過(guò)濾:鋰電池生產(chǎn)車間需要保持高潔凈度的空氣環(huán)境,以防止灰塵和其他污染物進(jìn)入電池內(nèi)部。工業(yè)級(jí)的空氣過(guò)濾系統(tǒng)采用多級(jí)濾芯,包括初效、中效和有效過(guò)濾器。初效過(guò)濾器可過(guò)濾掉大顆粒的灰塵和雜質(zhì),中效過(guò)濾器進(jìn)一步去除較小顆粒,而有效過(guò)濾器(HEPA)能夠過(guò)濾掉 99.97% 以上的 0.3 微米粒徑的顆粒,為鋰電池生產(chǎn)提供潔凈的空氣環(huán)境,確保電池的質(zhì)量和性能不受外界污染物的影響。
設(shè)備密封與過(guò)濾:鋰電池生產(chǎn)設(shè)備中的漿料輸送管道、攪拌釜等部位,都需要通過(guò)工業(yè)濾芯進(jìn)行密封和過(guò)濾。一方面,濾芯可以防止外界雜質(zhì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,另一方面,能夠保證設(shè)備內(nèi)部的物料在輸送和加工過(guò)程中保持高純度,避免因設(shè)備泄漏或雜質(zhì)混入而影響電池材料的質(zhì)量。
回收與循環(huán)利用
有價(jià)金屬回收:在鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一些含有有價(jià)金屬的廢料和廢液,如廢棄的正極材料中含有鋰、鈷、鎳等金屬。工業(yè)濾芯可以通過(guò)精細(xì)過(guò)濾和分離技術(shù),將這些有價(jià)金屬?gòu)膹U料和廢液中提取出來(lái),實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。例如,采用陶瓷濾芯和離子交換樹(shù)脂濾芯相結(jié)合的方法,能夠有效地分離和回收廢棄電解液中的鋰元素,不僅降低了生產(chǎn)成本,還減少了對(duì)環(huán)境的污染。
溶劑回收:鋰電池生產(chǎn)中使用的一些有機(jī)溶劑,如 N - 甲基吡咯烷酮(NMP)等,價(jià)格較高且對(duì)環(huán)境有一定影響。通過(guò)工業(yè)濾芯的過(guò)濾和分離作用,可以將這些溶劑從廢液中回收并進(jìn)行循環(huán)利用。利用膜過(guò)濾技術(shù)和吸附濾芯,可以將 NMP 的回收率提高到 90% 以上,既節(jié)約了資源,又降低了生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。