为什么囊式滤芯是一次性滤芯？

2025-08-14 10:23

锂电解码

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大家好！我是不言，这是我的第186篇原创文章。

前几天讲了金属滤芯和囊式滤芯的区别。

其中一个最大的区别就是，囊式滤芯没有办法重复利用，有时候是日抛，班抛甚至是3-4小时就要更换。

那为什么囊式滤芯只能是一次性使用呢？

囊式滤芯被定义为一次性滤芯（抛弃式滤器），主要基于其设计结构、过滤机制和污染防控需求。

囊式过滤器（图源：科百特）

1. 结构特性决定不可复用

1.1 材质限制

囊式滤芯的过滤介质（如聚丙烯滤膜或尼龙滤袋）属于柔性聚合物材料，在过滤高压浆料后会产生永久性物理变形（如滤孔塌陷、拉伸）。若强行清洗，结构完整性会被破坏，无法恢复初始过滤精度。对比金属滤芯的不锈钢网（可承受机械刮擦或反冲清洗），聚合物材质不耐酸碱清洗剂，化学腐蚀会加速老化。

滤膜示意图（图源：sartorius）

1.2 无自清洁设计

金属滤芯常集成自清洁系统，但囊式滤芯依赖手动/自动更换，缺乏内部清污机构。滤芯内部堵塞的颗粒（如导电剂团聚体）无法彻底清除，导致二次使用后流量下降≥60%。

2. 防污染需求强制单次使用

2.1 避免交叉污染

锂离子电池浆料对杂质高度敏感（如金属离子会引发电池短路）。若复用滤芯，残留的前次浆料组分（如钴酸锂颗粒、PVDF粘结剂）会污染新批次浆料，导致电池自放电率异常升高。一次性使用可彻底杜绝批次间污染风险（尤其适用于三元正极等活性材料）。

3. 防止纤维脱落

聚合物滤袋在多次使用后会因疲劳产生微米级纤维碎屑，混入浆料将导致涂布膜出现针孔缺陷。一次性更换确保每批过滤介质处于全新状态。

4. 成本与效率平衡

4.1 更换速度快于清洗

生产线中更换囊式滤芯（平均10分钟）比拆卸清洗金属滤芯（需酸洗+烘干≥2小时）效率更高，减少停机损失。

金属滤芯（图源：科百特）

4.2 耗材成本可控

虽然单次采购成本低（金属滤芯均价￥5,000 vs. 囊式滤芯￥200，价格仅供参考），但批量采购可压缩单价，且省去清洗设备投入（如反冲泵成本＞￥10万）。

5. 特殊场景的例外说明

少数耐高压囊式滤芯（如PTFE材质）可有限复用，但需满足下面两个要求：

过滤纯水基浆料（无溶剂腐蚀）

使用后立即进行专业清洗（非原位操作）

该操作仍存在交叉污染风险，锂电行业普遍禁用。

综上，囊式滤芯的“一次性”本质由其材料脆弱性、防污染刚需及生产效率共同决定，是锂电产业质量控制的必然选择。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料：

1.锂离子电池电极涂覆面密度的一致性，孙晓辉

2.内部缺陷锂离子电池的筛选方法，郑留群

原文标题 : 为什么囊式滤芯是一次性滤芯？

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