航天级别保温材料气凝胶在汽车上的应用

气凝胶在航天航空领域的应用是最早最成熟的，气凝胶保温材料因为导热系数低，绝热性能优良以及质量轻和抗压能力强等特点在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器上都被用来进行绝热保温。纳米孔气凝胶保温材料与传统保温材料相比，气凝胶保温材料可以用更轻的质量、更小的体积可以达到等效的隔热效果。所以这一特点使用在航空、航天应用领域具有很大的优势。

      除此之外，气凝胶保温材料在民用领域上也起到了很大的作用，例如在新能源汽车上也有很大的应用领域，因为随着中国的科技发展越来越好，人们的生活品质也不断提高了，家家户户都有车，现在出门常用的交通工具肯定非汽车莫属了，现在出门常见的就是堵车堵车还是堵车，那么汽车排出的尾气也随着增多污染空气。从而空气变得不好导致了雾霾，人的体质也随着下降。所以我国为了解决这个问题发明了新能源汽车。从而就没有了尾气污染，空气质量也渐渐的变好，那么电动汽车主要以锂离子电池作为动力电池，经过多年的发展，锂离子动力电池的安全性已经得到明显的提高，但在恶劣的条件下还是存在一定的风险，锂电池仍然存在燃烧、爆炸的风险。那么国家、地方通过发布各项文件规范，也在进一步加强动力电池防火要求，保证人民的生命和财产的安全。

      新能源汽车主要的动力源来源于动力电池系统，决定着新能源汽车的行车性能、安全性能和寿命。尤其是纯电动汽车，所有的动力都来源于电池系统。动力电池系统一般主要由电池模组、电池管理系统BMS、热管理系统以及一些电气和机械系统等构成。动力电池模组由几颗到数百颗电池芯经由并联及串联所组成。

      车辆在不同的行驶状况和环境下，单体电芯由于其自身电阻，在输出电能的同时会产生一定的热量，使自身温度变高。高温工作环境和激烈碰撞是破坏了锂离子电池、引起了电池燃烧、爆炸的最大的两大凶手，而动力电池系统在工作过程中产生大量的热量聚集在狭小的电池箱体内，热量如果不能够及时地快速散出，电池模组的寿命和性能会受到很大的影响，甚至出现热失控，导致起火爆炸等现象。

   所以对于电芯之间的高效隔热阻燃和热失控防护关注较少，但是当电池单体触发热失控时，产热量骤增，散热量远小于产热量，热量向周围电池传递，会迅速引发周边电池大规模热失控，形成由单体热失控触发继而传播到整个电池系统的热失控级别引起的安全隐患。因此有必要在电池单体之间增加隔热板，减缓热失控的传播速度，采取进一步的消防措施争取时间。

      近年来，针对电池组的热失控传播问题主要通过在电池组内增加隔热层，阻断热失控从失控单体向周围传播，来实现降低电池组的损害以及附带的破坏作用。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、真空隔热板、二氧化硅气凝胶等，电池组内隔热板是置于单体电芯之间，能够有效延缓或阻断单体电芯热失控向整个电池系统的传播的一种热防护装备。前提是需要具备这些性能：比如耐高温，防火可达到A1级别。导热系数低。不产生有毒气体。而且具备优异的整体憎水性能，又允许水蒸气通过，还能吸声降噪、缓冲震动、提高环境质量、保护设备等等之类。

      气凝胶保温材料是一种分散介质为气体的多孔性固体材料，是目前世界上最轻的固体材料。由其制成的气凝胶毡导热系数为0.020W/(m·K)，甚至更低，且具有超疏水、A1级阻燃、使用温度范围广（-200~650℃）、寿命长、抗压、无毒。与传统保温隔热材料相比，同等隔热效果下，气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5。由于气凝胶上述特点和动力电池隔热板的需求，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，气凝胶隔热板达到建筑A级不燃的性能也能够有效阻断或延缓火势蔓延，为逃生提供足够的时间。气凝胶保温材料被认为是目前最适合不过的新能源汽车及动力电池最薄最高效的保温隔热材料。

      因此，气凝胶保温材料在提高新能源汽车动力电池组安全性能方面能够发挥非常重大的作用。

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