您好,欢迎访问爱游戏-体育app|全站下载!​ 设为首页| 加入收藏

图片名

全国服务热线:0577-65809763

工程案例

电话:0577-65809763

邮箱:845063719@qq.com

地址: 浙江省温州市瑞安市塘下镇塘下大道168号

工程案例

当前位置: 首页 > 工程案例

气凝胶材料在锂电池行业的应用

发布时间:2023-11-06 来源:爱游戏-体育app|全站下载 1 次浏览

  热失控是动力电池安全事故的根本原因,碰撞、针刺、过充过放等都会引起锂电池热失控, 怎么来控制热失控是衡量锂电池企业制造水平的重要的条件。锂电池企业通常从两种思路解决锂电池热失控问题:

  2)在电芯热 失控已发生的情况下,通过系统层面的手段将热失控遏制在模组、Pack 层面或延缓蔓 延时间。其中第一条思路较为考验电池企业的综合制造能力,目前大多数电池企业的安全 制造能力均不过关,第二条解决思路主要依赖隔热材料的选择,对电池企业的制造门槛要求相比来说较低,因此将是多数电池企业解决热失控的主要选择。

  国家自 2021 年开始从系统层面考核锂电池安全性,第二条思路成为大多数车企和电池长 的主流选择。《电动汽车用动力蓄电池安全性要求》于 2021 年 1 月 1 日起正式实施,该 文件将锂电池系统安全作为考核重点,并新增系统热扩散测试,要求电池单体发生热失控 后,电池系统在 5 分钟内不起火不爆炸。而要实现“5min 的安全逃逸时间”,则需要对电 池包的隔热材料多做改进,延缓故障电池包的爆炸时间。

  锂电池系统对隔热材料的要求是隔热性能优异的同时需要具备优异的阻燃性能,常规隔热 材料聚氨酯由于在环境和温度超过140 摄氏度后容易燃烧,因此不适合作为锂电池的阻燃材 料。此外,出于对体积单位体积内的包含的能量的追求,锂电池厂在 Pack 设计时给电芯之间隔热层预留 的空间并不大,气凝胶兼具阻燃性能好及用量少的特点,成为锂电池电芯隔热材料的最佳 选择。根据宁德时代和上汽集团等专利显示,目前较为主流的隔热方案是在电芯之间放置 气凝胶插片,同时在模组和上盖之间设置云母片。

  由于气凝胶目前相对于普通隔热材料价格相对较贵,因此目前气凝胶大多数都用在更易发生热 失控的高镍三元锂电池。展望未来,为提升电池包单位体积内的包含的能量,普通三元及磷酸铁锂电池有望使用更薄的气凝胶隔热垫以提升电池包的成组效率,因此气凝胶在锂电池的渗透率将进 一步提升。根据鑫椤锂电数据,2021 年高镍三元锂电池占比约 17%左右,则以气凝胶的 单车价值量 500 元测算,预计到 2025 年,全球锂电池用气凝胶市场空间为 35 亿元。

  气凝胶产品采用纳米气凝胶与玻璃纤维、陶瓷纤维等基材复合,将具备优秀能力性能的气凝胶与柔性基材完美结合在一起,更大化保留了气凝胶轻质、隔热等特性,并赋予了气凝胶柔性与韧性。具备超长常规使用的寿命、超强隔热性能、超高防火性能、超优机械性能的附加特点,气凝胶产品大范围的应用于军工航天、热力管网、石油化学工业、新能源汽车、动力电池、轨道交通、消费电子以及纺织品等领域。

  电池隔热垫是以预氧丝或别的类型的气凝胶复合材料为核心,以高分子(PET、PI)膜或阻燃涂层为封装材料,经热压或涂覆复合而成,具有优良的隔热和缓冲功能,大多数都用在动力锂电池电芯间的热防护,可防止电芯热失控,大幅度提高新能源车的乘驾性。当其中一块电芯发生热失控时,电芯间的气凝胶隔热垫可阻隔其热量向相邻的电芯传递,防止热扩散,从而避免新能源动力电池电芯热失控的多米诺效应。气凝胶隔热垫还拥有非常良好的压缩性能,在隔热的同时,还可作为缓冲材料用于电芯间,以适应电池在充放电过程中电芯的膨胀和收缩变化。

  通过在电池组间加装气凝胶隔热垫,在电芯出现热失控的情况下可有效抑制热扩散,延缓事故发生。另一方面,气凝胶隔热垫具有导热系数低、保温效果好、A级防火、质量轻等特点,应用于电池包保温,在保证电池低温度的环境下的使用性能的同时,能为空间存在限制的电池包节省更多宝贵空间。

  气凝胶隔热材料在新能源汽车领域主要使用在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,从而更好地实现电池的温控和电控管理,大幅度降低电池发生热失控的可能性。

  宁德时代麒麟电池-----口琴管内外双层冷却板置于电芯双面实现大面积冷却,倒置排爆-----电芯间/水冷板+气凝胶

  比亚迪刀片电池-----无模组设计,导热更快,电池扁长化,散热面积大,水冷板置顶-----气凝胶、陶瓷化硅橡胶

  广汽弹匣电池-----三维降温冷却系统-----网状纳米孔隔热材料(据推测是气凝胶)

  真空热压机大多数都用在玻璃纤维、陶瓷纤维、预氧丝气凝胶、泡棉隔热片以及封装材料如PET、PI膜,热熔胶、硅胶框等一体封装压合。真空热压机设备适用于气凝胶、冷凝胶、硅胶、PET、CCS等材料的压合工艺,大多数都用在新能源汽车、动力电池电芯隔热垫热压成型。

  气凝胶产品采用纳米气凝胶与玻璃纤维、陶瓷纤维等基材复合,将具备优秀能力性能的气凝胶与柔性基材完美结合在一起,更大化保留了气凝胶轻质、隔热等特性,并赋予了气凝胶柔性与韧性。具备超长常规使用的寿命、超强隔热性能、超高防火性能、超优机械性能的附加特点,气凝胶产品大范围的应用于军工航天、热力管网、石油化学工业、新能源汽车、动力电池、轨道交通、消费电子以及纺织品等领域。

  广泛应用于电动汽车、电动大巴车(A级防火)、电池隔热片、仪器仪表、家用电器(蓄热式电炉、冰箱)、电子通讯设备、航空航天、军用电子设备,非常适合于有限空间内的高效保温需求。

  广泛应用于新能源车电池模组间隔热、电芯间隔热防护、车体及电池壳体整体隔热等热管理中。

  广泛应用于新能源乘用车电芯及模组间隔热、阻燃、缓冲,起热失控防护作用;3C电子科技类产品隔热等。