电池是电动汽车的核心部件之一,它是由许多电芯单体组成的。在电池充放电的过程中会产生热量。因此,在电池内部需要使用隔热材料来阻止热量传递,保证电池内部温度不超过安全范围,起到防止热失控蔓延的作用。

 

当前常用的动力电池用隔热材料为纤维复合气凝胶,具有耐高温、导热系数低等优点,但是也存在成本高、导热系数在高温段增加较大等缺点。

 

新开发二氧化硅复合隔热材料,相比纤维复合气凝胶材料,具有更低的高温导热系数和更低的成本,在新能源动力电池的隔热领域具有较好的应用场景。

 

 
 
 

技术方案介绍

 
 
 

 

新开发纳米二氧化硅复合隔热材料主要是由CVD法纳米二氧化硅组成,添加抗热辐射剂和增强剂等功能性成分,采用热压工艺制备成型。外表面覆以新开发的特种功能性涂层。

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相比纤维复合气凝胶材料,新材料具有更低的高温导热系数和更低的成本,应用在动力电池隔热领域,具有较好的应用前景。

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技术先进性

 
 
 

 

① 超低的导热系数

室温下导热系数较纤维复合气凝胶低15%,高温下(500℃)导热系数较纤维复合气凝胶低50%,是导热系数最低的高温隔热材料之一。同等厚度下,可以更好的起到阻止热量传递,防止热失控蔓延的作用,相比纤维复合气凝胶,新材料的隔热性提升80℃以上。可以显著提高电池系统的安全性。

 

② 更好的耐热性

在材料配方设计过程中,引入表面 “纳米修饰”技术,通过颗粒间形成化学键,提升各相之间结合强度,有效抑制纳米二氧化硅粉体在高温下坍缩,大幅提升材料在高温下的稳定性。相较纤维复合气凝胶,耐热性提升200℃以上,可耐1200℃以上高温。可以显著提高电池系统的安全性。

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③ 环保性

纳米二氧化硅复合隔热材料成型后,不含有机物残留;而传统气凝胶在超临界生产和疏水处理过程中会有部分有机物残留,会在高温氧化后分解释放。所以,纳米二氧化硅复合隔热材料具有更好的环保性。

 

④ 更低的成本

常规气凝胶材料采用溶胶凝胶法制备,需经过溶胶制备、纤维/溶胶混合、老化,超临界干燥等工艺过程,工艺复杂,设备投入大。而纳米二氧化硅复合隔热材料中的核心成分,纳米二氧化硅粉体,采用CVD法制备,工艺简单,生产效率高,具有更低的成本优势。相比纤维复合气凝胶,成本降低15%,每年可以为企业降本6000余万,具有显著的经济效益。

 

综上所述,纳米二氧化硅复合隔热材料具有更好的隔热性和耐热性,可以显著提高电池系统的安全性,且成本更低,有望取代纤维复合气凝胶,成为下一代动力电池隔热材料。

 

 
 
 

市场表现及未来发展趋势

 
 
 

 

相比纤维复合气凝胶,纳米二氧化硅复合隔热材料具有更好的隔热性和耐热性,可以显著提高电池系统及整车的安全性。新材料成本更低,成本降低15%,每年可以为企业降本6000余万,具有显著的经济效益。

 

纳米二氧化硅复合隔热材料在新能源汽车领域具有广阔的应用场景。有望取代纤维复合气凝胶,成为下一代动力电池隔热材料。

 
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。

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作者 ab808