Der Elektrolyt dient als „Blut“ von Lithiumbatterien und bestimmt direkt die Zyklenlebensdauer, die Lade- und Entladeeffizienz und die Nutzungssicherheit der Batterie. Mit der Modernisierung der Industrie für Leistungsbatterien und Energiespeicherbatterien sind Endhersteller hinsichtlich der Reinheitsstandards von Elektrolyten immer strenger geworden. Im gesamten Prozess der Elektrolytreinigung, des Mischens der Zutaten und des wiederholten Abfüllens ist die Filtrationsstufe von entscheidender Bedeutung. Derzeit haben die führenden Elektrolythersteller der Branche herkömmliche Filterelemente wie PP-Faltenfilterpatronen und PES nach und nach aus dem Verkehr gezogen und hydrophile PTFE-Faltenfilterelemente als Standardverbrauchsmaterial für die Elektrolytfiltration eingeführt, die in der Lithiumbatterieindustrie zur gängigen Wahl als Ersatz für defekte PP-Filterpatronen geworden sind.
Grundsätzlich stellen die besonderen chemischen Eigenschaften des Elektrolyten höchste Anforderungen an das Faltfilterelement. Der Elektrolyt von Lithiumbatterien besteht hauptsächlich aus Lithiumsalzen, organischen Lösungsmitteln und verschiedenen funktionellen Additiven mit komplexen Komponenten und starker Löslichkeit und Korrosivität. Herkömmliche Polypropylen-Faltenfilterelemente, Nylon- und PES-Filterelemente weisen offensichtliche Mängel auf: Sie werden durch polare organische Lösungsmittel leicht erodiert und gequollen, was nicht nur dazu führt, dass das Faltenmembranfilterelement bricht und versagt, sondern auch zur Ausfällung von Fasern, Verunreinigungen und Metallionen führt, was zu einer sekundären Verschmutzung des Elektrolyten führt; Gleichzeitig können sie Gelverunreinigungen und ultrafeine Partikel nicht effektiv abfangen und erfüllen somit nicht die Produktionsstandards von High-End-Batterien.
Das PTFE-Material ist mit seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften auf „Plastikkönig“-Niveau perfekt für die strengen Filterbedingungen des Elektrolyten geeignet. Erstens weist PTFE eine ausgezeichnete chemische Inertheit auf, reagiert nicht mit Karbonatlösungsmitteln, Lithiumsalz-Rohstoffen usw. und verfügt über eine Korrosionsbeständigkeit, die die herkömmlicher plissierter PP-Filterpatronenmaterialien bei weitem übertrifft. Es quillt nicht auf, verformt sich nicht und altert auch nicht, wenn es über einen längeren Zeitraum in Elektrolyt eingetaucht wird. Dadurch werden grundsätzlich Probleme mit Materialverunreinigungen vermieden und die Reinheit des Elektrolyten sichergestellt, was mit herkömmlichen PP-Filterpatronen nicht erreicht werden kann.
Zweitens verfügt die hydrophil modifizierte PTFE-Filtermembran über eine gleichmäßige Porengröße und hohe Porosität mit einer Filtrationsgenauigkeit von bis zu 0,22 μm und ist in der Lage, Metallmikropartikel, Kohlenstoffpulver, gelartige Niederschläge und ausgefällte Kristalle, die während des Produktionsprozesses entstehen, präzise abzufangen. Diese feinen Verunreinigungen sind die Hauptursachen für die Selbstentladung der Batterie, den erhöhten Innenwiderstand und die Verschlechterung der Zyklen. Durch den Einsatz von Hochleistungs-Faltfilterelementen aus PTFE zur Filtration kann die Fehlerrate deutlich reduziert und die elektrochemische Leistung der Batterie stabilisiert werden. Gleichzeitig erweitert das gefaltete Strukturdesign die effektive Filterfläche, weist einen geringen Betriebsdruckunterschied und eine große Durchflussrate auf und eignet sich für die kontinuierliche Produktion in der Großindustrie, wodurch die Produktionseffizienz im Vergleich zu herkömmlichen plissierten Filterelementen aus Polypropylen effektiv verbessert wird.
Darüber hinaus ist das Heißsiegelverfahren ohne Klebstoff ein weiterer wesentlicher Vorteil. Hochwertige gefaltete PTFE-Filterelemente werden durch Vollwärmeschmelzschweißen hergestellt, wodurch das Risiko der Löslichkeit und Freisetzung der chemischen Klebeschicht eliminiert wird und die extrem hohen Reinheitsanforderungen von Elektrolyten in elektronischer Qualität erfüllt werden. Darüber hinaus verfügt das plissierte Membranfilterelement über eine ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit, eignet sich für den gesamten Produktionsbereich von Elektrolyten von Raumtemperatur bis mittlerer Temperatur und hat eine um mehr als 30 % höhere Lebensdauer als gewöhnliche PP-Faltenfilterpatronen und Polypropylen-Faltenfilterelemente. Dies hilft Unternehmen, die Kosten für Materialaustausch und Ausfallzeiten zu senken.
Heutzutage werden hydrophile PTFE-Faltenfilterelemente häufig bei der Grobfiltration von Elektrolyten, der Endfeinfiltration und der Abfüllung von Fertigprodukten in allen Prozessen eingesetzt und eignen sich für die Filtration flüssiger Lithiumsalze und verschiedener Additivlösungen. Im Rahmen der kontinuierlichen Erweiterung der Produktionskapazitäten von Energiespeicherbatterien und Leistungsbatterien ist die hochreine Filtration zu einer industriellen Notwendigkeit geworden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die vielfältigen Vorteile der Anpassung an korrosive Medien, die hochpräzise Entfernung von Verunreinigungen, die geringe Freisetzung von Verunreinigungen und die hohe Kostenleistung genau die Hauptgründe dafür sind, dass PTFE-Faltfilterelemente zur optimalen Lösung für die Elektrolytfiltration von Lithiumbatterien werden und herkömmliche PP-Filterpatronen und andere gängige Produkte mit plissierten Membranfilterelementen auf dem Markt übertreffen.