借戈爾“膜力”，鋰電材料制造加速全鏈低碳化和出海布局

940+GWh！根據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，2023年我國鋰電池總產(chǎn)量已超過940GWh，同比增長25%，行業(yè)總產(chǎn)值超過1.4萬億元；出口貿(mào)易也持續(xù)增長，2023年1-12月全國鋰電池出口總額達到4574億元，同比增長超過33%。預計，2024年中國鋰電池市場出貨量將超1100GWh，正式進入TWh時代。

早在1969年，戈爾公司就歷史性地開創(chuàng)了ePTFE（膨體聚四氟乙烯）材料，那個時候戈爾還不會想到，未來自己會和全球范圍內(nèi)如火如荼開展的新能源事業(yè)包括鋰電池的生產(chǎn)制造發(fā)生如此緊密的連接。

在磷酸鐵鋰電池制造過程中，磷酸鐵鋰原材料扮演著至關重要的角色。作為鋰電池正極材料，它在電池成本結構中占比顯著，可謂“寸料寸金”。一年前，一家在業(yè)內(nèi)頗具聲譽的磷酸鐵鋰生產(chǎn)商（以下簡稱“客戶”）聯(lián)系到戈爾，尋求解決噴霧干燥過程中除塵濾袋起火燒袋的難題。

戈爾公司專家湯凌指出，噴霧干燥環(huán)節(jié)是磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，而干燥除塵器不僅是一個EHS（環(huán)境、健康與安全）環(huán)保設備，更是重要的生產(chǎn)設備，負責收集昂貴的粉體物料（即電池原材料）。通常，鋰電行業(yè)的除塵系統(tǒng)具備三大重要作用，其一，保障鋰電材料生產(chǎn)環(huán)保標準，保持潔凈車間；其二，助力收集昂貴的磷酸鐵鋰原材料細粉，減少物料損耗；其三，保護后端設備防止頻繁停機成本增加。

據(jù)悉，該客戶最初使用普通薄膜濾袋作為除塵器，但在霧化送料生產(chǎn)時遇到嚴重的跑粉、漏粉問題，還會出現(xiàn)破袋燒袋的情況，導致每1~3個月就需要更換除塵濾袋。客戶經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研曾認為是濾袋耐溫性不足，因而更換為能耐高溫（206℃）的芳綸覆PTFE薄膜濾袋，并先后嘗試了PPS、純PTFE等中高溫濾袋，但燒袋和使用壽命短的問題仍未解決。

“當時客戶困惑于為何噴霧干燥除塵器內(nèi)部的煙氣溫度只有80℃~90℃，最高也不會超過110℃，仍會頻繁燒袋，”湯凌介紹道。最終，客戶找到除塵布袋行業(yè)的開創(chuàng)者戈爾公司來尋求防漏粉、防燒袋的解決方案。

戈爾技術團隊的迅速響應和介入，為客戶帶來了新的希望，針對這一難題，團隊對噴霧干燥系統(tǒng)進行了深入的技術分析和評估，發(fā)現(xiàn)這個工段使用壓縮空氣進行噴吹，密閉空間中充足的氧源疊加可燃物發(fā)熱，本身就存在起火爆炸的隱患。

此外，鋰電材料的顆粒存在特殊性，特別細且顆粒極硬，極易導致濾袋清灰效果不佳，粉塵堆積過多，不僅會增加除塵系統(tǒng)的運行成本和能耗，還可能導致濾袋損壞，濾袋漏粉嚴重甚至污染車間的情況。

通過顯微鏡觀察，戈爾團隊也確認了該濾袋表面薄膜破損嚴重，粉塵穿透薄膜進入濾料內(nèi)部造成粉塵堆積。更結合現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)濾袋運行壓差逐步升高，而為降低壓差不得不加大噴吹壓力和頻率，反而增加了起火燒袋的風險。

可以說，作為袋式除塵系統(tǒng)的核心，濾袋薄膜的性能直接關系到整個除塵過程的效果。針對上述跑粉漏粉、破袋燒袋的問題，團隊推薦了適合該工段的戈爾^?（GORE^?）低排低阻覆膜濾袋方案，并結合戈爾在工業(yè)過濾領域50多年的現(xiàn)場應用經(jīng)驗，對鋰電材料生產(chǎn)線整個除塵系統(tǒng)的運行維護進行了專業(yè)調(diào)試，一舉解決了起火燒袋的行業(yè)普遍難題，更在隨后近一年的運行過程中，獲得了客戶的高度贊譽。

事實上，戈爾也曾以一臺磷酸鐵鋰噴霧干燥的除塵設備按照常規(guī)風量做過測算，當排放為20mg/Nm³時，單臺噴霧干燥設備配套的除塵器后端煙囪出口一年磷酸鐵鋰物料排放量高達12噸；當排放降低至10mg/Nm³時，每年物料排放量為6噸；若能將排放控制在5mg/Nm³，則從煙囪處跑掉的物料僅有3噸，控制漏粉情況所帶來的直接經(jīng)濟效益顯而易見。

美國環(huán)保局就曾對市面上13家公司19種不同的濾袋進行了全方位的實驗室分析，得出過濾效率、運行壓降以及清灰能力是除塵系統(tǒng)的三大核心指標。而且這3個因素相互支撐，共同決定了濾袋的整體性能：最佳的過濾效率確保穩(wěn)定的低排放；最低的運行壓降意味著更大的通風量更低的風機電耗；而最少的清灰次數(shù)則直接關聯(lián)到濾袋的使用壽命和反吹能耗。

正是基于這樣的理念，戈爾低排低阻覆膜濾袋使用了戈爾最頂級的第五代覆膜技術，將超細薄膜附著在高質量氈料上，還結合了戈爾獨有的耐久設計和精密制造工藝。這樣的覆膜技術經(jīng)驗組合使得濾膜在提升使用壽命的基礎上，顯著提高了對超細粉料的收集能力，尤其是亞微米產(chǎn)品顆粒，幫助磷酸鐵鋰生產(chǎn)廠商真正避免安全、環(huán)保隱患的同時，做到了不浪費每1毫克細粉物料的近0排放，客戶可借此“膜力”極大提升經(jīng)濟效益。

目前，鋰電是中國在全球擁有全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢的行業(yè)之一，經(jīng)過前些年的全面快速發(fā)展，正步入向海外市場擴張的新局面。在國內(nèi)，隨著環(huán)保意識的提升，國家對鋰電行業(yè)的排放標準也在不斷提高，與此同時，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)普遍面臨降低成本的迫切需求，這使得他們承受著鋰電池環(huán)保和經(jīng)濟的雙重壓力。

而放眼海外，尤其是歐美等地區(qū)，鋰電行業(yè)將面臨更為嚴苛的環(huán)保法規(guī)。戈爾技術專家指出，鋰電企業(yè)在“走出去”的過程中，最難的就是滿足這些地區(qū)的環(huán)保要求。以歐洲為例，2023年8月17日生效的歐盟《新電池法案》不僅提升了環(huán)保標準，更是強化了碳足跡的要求——這意味著在鋰電池全生命周期生態(tài)鏈中的每一個環(huán)節(jié)都要實現(xiàn)碳減排，并將這一成果最終反映到電池護照上。

未來，鋰電上游材料生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同出海已成大趨勢。“這也就意味著他們必須對各地的環(huán)保標準透徹了解，不僅是當下環(huán)保的政策法規(guī)，更要預見到未來3~5年的排放要求變化?！睖杞榻B道，“而戈爾公司憑借在工業(yè)過濾、節(jié)能減排領域的全球領先優(yōu)勢，勢必可以為客戶全力賦能和助力！”