全球首款可耐受 1300℃ 高温的锂电池隔热材料在我国研发成功

4 月 17 日消息，据科技日报今日报道，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。

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。

从报道获悉，目前这些耐高温气凝胶隔热材料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。