解析气凝胶隔热材料在新能源汽车电池上的应用

时间： 2024-10-31 来源：Qingenergy官网

技术问答

电动汽车主要以锂离子电池作为动力电池，而极端条件下电池热失控是电动汽车的首要安全性问题，常见的较为严重的是电池过充导致温度过高，致使电动汽车着火，爆炸。对于新能源汽车电池单元局部失控问题，气凝胶隔热材料是解决动力电池热失控的有效措施，可以提高新能源汽车的使用安全性。本文中Qingenergy来为大家介绍气凝胶隔热材料在新能源汽车电池上的应用，希望对各位工程师朋友有所帮助。

气凝胶隔热片是一种基于氧化硅气凝胶和陶瓷纤维基材复合得到的一种气凝胶复合隔热材料，阻隔发热部位与设备外壳发生热传递。气凝胶毡具有导热系数低、保温效果好、不燃性、相比传统保温材料，只需1/5-1/3的厚度即可达到相同的保温效果，为动力电池节省更多空间，并且在随着温度的变化，相比传统保温材料保温效果及温度更稳定。

气凝胶导热系数低、保温效果好、不燃，相比传统保温材料，只需1/5-1/3的厚度即可达到相同的保温效果，为动力电池节省更多空间，并且保温效果及温度更稳定。应用在新能源汽车中可以更好地实现电池的温控和电控管理及提升性能，起到绝热、防火的作用，为用户和乘客逃离现场以及灭火争取更多的时间。

气凝胶隔热材料在新能源汽车领域主要应用于动力电池电芯之间的隔热阻燃以及模组与壳体之间的隔热防震、电池箱的外部防寒层和高温隔热层。下面我们以动力电池用气凝胶隔热片为例，对其主要性能指标进行分析。气凝胶隔热片用于锂离子动力电池两电芯之间，主要芯材种类包括玻璃纤维复合气凝胶（FG），预氧化丝复合气凝胶（YS）及其他纤维复合气凝胶。由于电芯之间空间有限，气凝胶隔热片的尺寸必须与设计值有较高的一致性。

目前常用的动力电池保温隔热材料有泡棉、塑料泡沫、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空绝热板、二氧化硅气凝胶等。气凝胶隔热片与传统的动力电池隔热片相比，具有阻燃、耐高温、导热系数低、不产生有毒气体、防水防潮防震、质轻、价低、厚度薄等特点。

气凝胶隔热片应用在锂离子动力电池模组中时，低的导热系数可以有效阻隔电芯在大倍率下充放电急剧产生的热量扩散;当电芯发生热失控时可以起到隔热作用，延缓或阻断事故发生；当电芯过热发生燃烧时，气凝胶隔热片达到建筑A1级不燃的性能也能够有效阻断或延缓火势蔓延，可以保障电池组在5分钟内不燃烧，不爆炸，为逃生提供足够的时间。因此，气凝胶隔热片在提高新能源汽车动力电池组安全性能方面能够发挥重大作用。

气凝胶虽然价格较高，但其安全性能远远高于其他传统隔热材料，是公认的最佳的动力电池隔热阻燃材料。随着人们对新能源汽车安全性能的逐渐重视，在对安全性能要求较高的电动客车和高档新能源轿车中应用气凝胶隔热材料无疑是最佳的选择。随着气凝胶材料工艺的成熟和生产规模的扩大，其价格必然会下降，在新能源汽车动力电池中的应用和市场渗透率也必将随着新能源汽车的行业增长而激增。

在高温环境中，如果没有合适的散热方案，动力电池内各处温度将出现较大差异，最终会直接影响到电池个体的一致性并引发后续一连串的问题。常见的较为严重的是电池过充导致温度过高，致使电动汽车着火，爆炸。气凝胶毡本身具有不燃特性，如果新能源汽车电池因温度过高引发生火灾时，可以起到的绝热、防火的作用，可以为用户和乘客逃离现场以及灭火争取到更多的时间。新能源汽车电池温度控制和电池控制性能好坏直接会影响到电动汽车的性能，而气凝胶毡作为一种高效，防火、导热系数低，保温效果稳定的保温材料，应用在新能源汽车中可以更好的方便电池的温控和电控管理及提升性能。