在4月初举行的
第十四届储能国际峰会暨展览会上
南京工业大学教授沈晓冬团队
展示了全球首款
可耐受1300℃高温的新能源
锂离子电池用高热阻气凝胶隔热片
锂离子电池可谓新能源汽车
和储能系统的“心脏”
电池一旦热失控
单个电芯温度可在五六秒内
急剧攀升甚至引发爆炸
所以迅速阻断高温向相邻电芯传递
至关重要
电池内部空间寸土寸金
这要求隔热材料既轻薄
又隔热耐温
作为轻质绝热材料的气凝胶
便有了用武之地
在扫描电镜下
气凝胶呈现出由无数纳米颗粒
编织而成的立体网络结构
团队几经调试
研发出2.3毫米厚的气凝胶隔热片
可以在一面承受1000℃的
高温5分钟后
另一面温度不超过100℃
为解决气凝胶制备难题
团队经过系统性攻关
又攻克了高效超临界干燥技术
这一极难掌握的关键过程
一步步突破湿凝胶干燥
干燥釜压力控制
成本控制等关卡
开发的新工艺
实现乙醇回收率超99.5%
让原料成本降低一半以上
传统二氧化硅气凝胶
是典型的脆性材料
新能源电池的充放电
会对其造成反复挤压
团队受硅橡胶材料性能的启发
决定选择性“敲除”
纳米孔网格的部分连接节点
增加整张网的弹性
他们通过调整催化剂的用量和种类
调试反应溶液的酸碱度
为气凝胶纳米孔生长过程中的
水解—聚合反应
提供温和可控的环境
使气凝胶骨架长成一种
长链的、相对松散自由的形态
气凝胶弹性压缩超90%
而结构和性能依然没有被破坏
历经多年技术迭代
沈晓冬团队已经研发出
碳化硅、氮化硅
氮化铝、氮化硼等多种
耐高温气凝胶隔热材料
将气凝胶隔热片的耐温性
从最初的650℃
提升到如今的1300℃
热隔绝时间延长至2小时
目前
这些“安全卫士”已经广泛应用于
高温窑炉、航空航天以及
宁德时代、比亚迪
阳光电源、小米汽车等
企业的动力电池中
本文来源：科技日报
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