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氣凝膠在新能源鋰電池上的應用
2024-10-29       來源:尤特森新材料

隨著全球對可持續(xù)能源需求的不斷增加,新能源鋰電池作為電動汽車、儲能系統(tǒng)等領域的關鍵部件,其性能和安全性的提升成為研究熱點。氣凝膠作為一種具有獨特納米多孔結構的材料,因其優(yōu)異的隔熱、阻燃、輕質等特性,在新能源鋰電池領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。


一、 氣凝膠的基本特性

氣凝膠是一種通過溶膠-凝膠法并經過超臨界干燥技術處理得到的納米級多孔固態(tài)材料。其密度極低,是目前世界上最輕的固體材料之一,甚至低于空氣的密度。氣凝膠的高孔隙率和高比表面積使其具有優(yōu)異的吸附性能和隔熱性能,導熱系數(shù)極低,僅為0.012~0.024 W/(m·K),比傳統(tǒng)隔熱材料低2~3個數(shù)量級。

氣凝膠在新能源鋰電池上的應用


與傳統(tǒng)保溫材料相比,二氧化硅氣凝膠絕熱氈的保溫性能是傳統(tǒng)材料的 2-8 倍,因此在同等保溫效果下氣凝膠用量更少。

以管道為例,直徑為150mm的管道如果需要達到相同的保溫效果,對應使用的保溫材料膨脹珍珠巖、硅酸鈣、巖棉、氣凝膠氈的厚度分別為 90mm、 76mm、64mm、20mm。

氣凝膠在新能源鋰電池上的應用

二、 氣凝膠在新能源鋰電池中的應用

1. 隔熱阻燃

新能源鋰電池在充放電過程中會產生大量熱量,若熱量無法有效散發(fā),則可能引發(fā)熱失控,甚至導致電池爆炸。氣凝膠因其優(yōu)異的隔熱性能,被廣泛應用于鋰電池的隔熱防護中。在電芯之間、模組之間以及電池箱與乘客艙之間設置氣凝膠隔熱層,可以有效阻斷熱失控的傳播路徑,降低熱失控蔓延的風險。此外,氣凝膠還具備優(yōu)異的阻燃性能,能在高溫環(huán)境下保持結構穩(wěn)定,防止火災蔓延。


2. 提高電池包能量密度

為了提升電動汽車的續(xù)航里程,電池包能量密度的提升是關鍵。氣凝膠在隔熱效果上顯著優(yōu)于傳統(tǒng)材料,且重量輕、厚度薄,能夠在保證隔熱性能的同時減少材料用量。根據(jù)研究,使用氣凝膠材料可以在保證同樣隔熱效果的前提下減少3-8倍的厚度及重量,這對于提高電池包的整體能量密度具有重要意義。

氣凝膠在新能源鋰電池上的應用

3. 低溫環(huán)境下的保溫

在低溫環(huán)境下,鋰電池的性能會顯著下降,甚至無法正常工作。氣凝膠因其卓越的隔熱性能,可有效解決磷酸鐵鋰電池在低溫環(huán)境下的保溫問題,確保電池在寒冷天氣中仍能正常充放電,提高電動汽車的適用性和可靠性。


【總結】

氣凝膠以其獨特的納米多孔結構和優(yōu)異的隔熱、阻燃等性能,在新能源鋰電池領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。隨著技術的不斷進步和市場需求的增加,氣凝膠將成為提升鋰電池安全性、提高電池包能量密度的重要手段之一。后續(xù)想購買氣凝膠及其制品或了解更多相關資訊,請關注尤特森氣凝膠廠家