新能源電池隔熱材料有哪些種類?

新能源電池隔熱材料是保障電池安全的關(guān)鍵組件，主要用于防止熱失控蔓延、阻隔外部熱量進(jìn)入。根據(jù)材料特性和結(jié)構(gòu)，主要分為以下幾類：

一、無(wú)機(jī)隔熱材料

1、氣凝膠（Aerogel）

特點(diǎn)：超低導(dǎo)熱系數(shù)（0.015–0.025 W/m·K）、耐高溫（>600℃）、輕質(zhì)。

形式：二氧化硅氣凝膠氈（常用）、陶瓷氣凝膠。

應(yīng)用：電芯間隔熱片、模組頂部覆蓋層。

2、陶瓷纖維（Ceramic Fiber）

特點(diǎn)：耐高溫（>1000℃）、低熱傳導(dǎo)，但密度較高。

形式：陶瓷纖維紙、氈或板（如氧化鋁、硅酸鋁纖維）。

應(yīng)用：電池包防火層、模組間隔熱。

3、云母板（Mica Plate）

特點(diǎn)：絕緣性好、耐高溫（800–1000℃）、成本低。

形式：硬質(zhì)云母板或柔性云母紙。

應(yīng)用：電芯表面包覆、模組隔熱墊片。

4、膨脹型阻燃涂層（Intumescent Coating）

特點(diǎn)：受熱膨脹形成多孔炭層，隔絕熱量和氧氣。

應(yīng)用：涂覆在電池殼體或模組表面。

二、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合隔熱材料

1、阻燃聚合物基復(fù)合材料

基體：PP、PE、環(huán)氧樹(shù)脂等添加阻燃劑（如氫氧化鋁、磷系阻燃劑）。

增強(qiáng)相：玻璃纖維、玄武巖纖維。

特點(diǎn)：兼顧機(jī)械強(qiáng)度與隔熱性，易加工成型。

2、陶瓷化硅橡膠（Ceramifiable Silicone）

特點(diǎn)：常溫下柔韌，高溫（>300℃）燒結(jié)成陶瓷硬殼，阻隔火焰。

應(yīng)用：電池密封圈、線束護(hù)套。

三、相變材料（PCM）

特點(diǎn)：通過(guò)相變吸熱（如固→液）緩沖溫度上升，但需搭配隔熱層使用。

常見(jiàn)材料：石蠟/膨脹石墨復(fù)合PCM、脂肪酸鹽。

應(yīng)用：貼在電芯表面輔助控溫。

四、多層復(fù)合結(jié)構(gòu)材料

設(shè)計(jì)：結(jié)合不同材料優(yōu)勢(shì)（如“氣凝膠+云母”或“PCM+陶瓷纖維”）。

功能：

外層：高耐熱性（陶瓷層）。

中間層：低導(dǎo)熱（氣凝膠）。

內(nèi)層：吸熱緩沖（PCM）。

五、新興材料與技術(shù)

1、真空隔熱板（VIP）

特點(diǎn)：超低導(dǎo)熱（0.004–0.008 W/m·K），但怕穿刺、成本高。

局限：適用于對(duì)空間敏感的高端車型。

2、納米多孔材料

進(jìn)展：MOFs（金屬有機(jī)框架）、納米陶瓷泡沫，提升隔熱效率。

選型關(guān)鍵指標(biāo)

電芯級(jí)：氣凝膠片、云母片直接包覆電芯。

模組級(jí)：陶瓷纖維墊片、PCM層填充模組間隙。

電池包級(jí)：防火涂層覆蓋殼體，VIP用于總成頂部。

行業(yè)趨勢(shì)

氣凝膠主導(dǎo)：成本下降推動(dòng)其在高端車型普及。

智能化設(shè)計(jì)：隔熱材料與熱管理、BMS聯(lián)動(dòng)預(yù)警。

國(guó)標(biāo)強(qiáng)化：如GB 38031-2020要求電池包5分鐘內(nèi)不起火；GB44240-2024標(biāo)準(zhǔn)提出了更為嚴(yán)格的要求。熱失控測(cè)試要求電芯在觸發(fā)熱失控后，需通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)確認(rèn)失控狀態(tài)，并在觀察期內(nèi)不起火、不爆炸。熱擴(kuò)散測(cè)試則評(píng)估電池組系統(tǒng)承受單電池?zé)崾Э厥录哪芰Γ源_保熱失控事件不會(huì)導(dǎo)致電池組系統(tǒng)整體著火。

建議根據(jù)具體電池設(shè)計(jì)（能量密度、空間限制、成本）選擇材料組合，并驗(yàn)證其在熱失控場(chǎng)景下的實(shí)際表現(xiàn)（如針刺、過(guò)充測(cè)試）。