近期虽然汽车市场比较低迷，但是气凝胶在电池中的应用却持续升温，气凝胶是什么，它有什么特性？气凝胶隔热垫是如何生产出来和使用的？今天我们就来聊一聊；在看正文之前可以先关注艾邦气凝胶论坛的公众号，可以通过底部菜单加入微信群，通讯录（目前已经有300多业内精英加入了）

（一）什么是气凝胶

1931年，美国泛太平洋大学的S.Kistler 教授与人打赌，用水玻璃为原料，通过乙醇超临界干燥，制备出了最早的气凝胶。

因95%以上的体积是空气，被称作“冷冻的烟”，是最轻的固体，也是最接近真空态的最低导热系数的绝热材料。

气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构、并在孔隙中充满气态分散介质的固体材料，是 世界上最轻的固体。由于独特的结构，气凝胶在热学、声学、光学、电学、力学等多个领域都展示出优异的性能。

气凝胶的是一个广义概念，元素周期表上几乎所有元素的单质或化合物都能通过溶胶-凝胶法制备成气凝胶。有些气凝胶是有机物，如纤维素气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、酚醛气凝胶等；有些气凝胶是无机物，无机气凝胶中有的是单质气凝胶，如纯碳气凝胶，很多是化合物气凝胶，如SiO₂气凝胶、TiO₂气凝胶、ZrO₂气凝胶、Al₂O₃气凝胶、WO₃气凝胶、 SiC气凝胶等。根据应用的需要，可以将多种不同种类的气凝胶进行杂化，如SiO₂和Al₂O₃杂化的耐高温的气凝胶、有机物与SiO₂杂化的增强型气凝胶等。

（二）特性

气凝胶隔热原理为：热传导、热对流、热辐射三个方面分别可达到“无穷长路径”效应、“零对流”效应、“无穷多遮热板” 效应。

阻隔热传导：

纳米级颗粒间的接触面积极小、传热面积小；

热量在纳米颗粒间传导路径理论上无限长，热传导率低。

限制热对流：

静止空气常温热运动平均自由程69纳米，气凝胶平均孔径都小于60纳米，空气分子被锁住而不能进行对流传热。

降低热辐射：

气凝胶纳米材料配合红外遮光剂，可以有效遮蔽并反射红外热辐射，避免以热辐射形式散失热量。

气凝胶优秀特性为：具有极低的导热率，隔热，轻薄，优秀的防火、疏水、抗拉抗压性能

广泛应用于新能源汽车、国防军工、城市热力管网、建筑节能、石油化工、工业窑炉等各领域。

（三）生产工艺

在新能源电池中使用的气凝胶是以正硅酸乙酯为硅源、通过溶胶—凝胶法制备，让溶胶小颗粒形成高分子的空间网络状结构，通过老化形成为纳米多孔结构、经化学改性可做到全方位疏水，再用二氧化碳超临界干燥将空间空间结构内的液体置换成气体，这种容纳空气的多孔结构就是无机的二氧化硅气凝胶。气凝胶绝热制品的常温导热系数低于 0.018 W/(M·K)，有优异的高温绝热性能。

目前主要的纤维基材是陶瓷纤维、玻璃纤维，预氧丝（黑色）

陶瓷纤维基材气凝胶隔热垫（耐温1050℃）

以陶瓷纤维为基材的SiO2,气凝胶复合材料通过嵌入硅胶框覆膜加工工艺而成。

预氧丝基材气凝胶隔热垫（耐温450℃）

以预氧丝为基材的SiO2气凝胶复合材料。通过嵌入硅胶框覆膜加工工艺而成。也可喷涂阻燃胶粘剂直接应用。

玻璃纤维基材气凝胶隔热垫（耐温650℃）

以玻璃纤维为基材的SiO2,气凝胶复合材料通过嵌入硅胶框覆膜加工工艺而成。

气凝胶隔热垫工艺流程

（四）隔热垫在电池包应用

为抑制电池热蔓延多以经过加工封装的气凝胶毡制成气凝胶垫安装分布于电芯之间。当动力电池发生内部或外部短路后，短时间内电池释放出大量热量，温度急剧升高，导致热失控，通过热扩散，单个热失控电池通过热传导和火焰引发临近的电池发生热失控，导致整个电池模组/电池包发生热失控，从而引发新能源汽车起火爆炸等安全事件。这就好比在茂密的森林之中，如果一颗树木被引燃，会逐渐蔓延起来，形成大范围的森林火灾。

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，在保证电池低温环境下的使用性能的同时，能为空间有限的电池包节省更多宝贵空间。

（五）应用案例

（六）相关企业

国内的气凝胶原料企业

航天规划设计集团有限公司

广东埃力生科技股份有限公司

纳诺科技有限公司

巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司

河南爱彼爱和新材料有限公司

浙江岩谷科技有限公司

贵州航天乌江机电设备有限责任公司

江苏珈云新材料科技股份有限公司

深圳中凝科技有限公司

航天海鹰（镇江）特种材料有限公司

弘大科技（北京）股份公司

山西华阳新材料股份有限公司（600281）

江苏泛亚微透科技股份有限公司（688386）

常州优纳新材料科技有限公司

湖北江瀚新材料股份有限公司（603281）

湖北兴瑞硅材料有限公司

中化华陆新材料有限公司

江西安德力高新科技有限公司（605366）

江西宏柏新材料股份有限公司

厦门纳美特新材料科技有限公司

更多…….

气凝胶隔热垫封装企业：

东莞硅翔绝缘材料有限公司

深圳博硕科技股份有限公司

河南爱彼爱和新材料有限公司

浙江岩谷科技有限公司

厦门力富电子有限公司（锦富技术）

成都市乾硕科技有限公司

纳诺科技有限公司

广东德镒盟新材料有限公司

广州绿原环保材料有限公司

上海伊索热能技术股份有限公司

武汉中科先进材料科技有限公司

苏州费特乐思科技有限公司

郑州倍耐防护材料有限公司

苏州堪能电子科技有限公司

苏州玖阔电子科技有限公司

昆山国泰机电科技有限公司

昆山宇鸿祥电子材料科技有限公司

常州威斯双联科技有限公司

苏州业华电子科技有限公司

苏州瀚铭电子材料有限公司

苏州加藤精密电子有限公司

昆山达富久新材料科技有限公司

上海高观达材料科技有限公司

威赫热能技术（上海）有限公司

悠通（上海）新材料科技有限公司

中科润资科技股份有限公司

广东领益智造股份有限公司

深圳市智动力精密技术股份有限公司

广州洁诺净化设备有限公司

捷邦精密科技股份有限公司

赛维精密科技广东有限公司

东莞六淳智能科技股份有限公司

广州市三泰汽车内饰材料有限公司

深圳市骏鼎达新材料股份有限公司

惠州震坤全新材料科技有限公司

广东九佛新材料科技有限公司

东莞市佳信新材料有限公司

更多…….

气凝胶隔热垫封装设备企业：

深圳市鑫台铭智能装备股份有限公司

深圳市英联达自动化装备有限公司

东莞市唯德自动化设备科技有限公司

东莞力超精密机械有限公司

东莞市新桥联复合材料科技有限公司

普天达新能源装备（深圳）有限公司

广东秦泰盛智能化科技有限公司

更多…….

参考资料：

铂韬新材-新能源电池用气凝胶隔热片

德镒盟 DEM 新能源汽车动力电池产品解决方案

航天规划设计集团 气凝胶宣传册

气凝胶分会 毕剑挺气凝胶绝热防护材料在动力电池领域的应用和发展

上海伊索-气凝胶产品介绍（新能源）

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活动推荐：

2023年新能源气凝胶产业链高峰论坛

5月24日  深圳

主要议题：

1. 1.       气凝胶产业化历程及发展趋势

2. 2.       动力电池热管理的趋势介绍

3. 3.       溶胶-凝胶法与超临界制备气凝胶工艺介绍

4. 4.       气凝胶绝热防护材料在动力电池领域的应用和发展

5. 5.       陶瓷纤维在隔热垫的应用介绍

6. 6.       特种纤维材料在气凝胶复合材料的应用趋势

7. 7.       热熔胶在气凝胶封装中的应用

8. 8.       阻燃薄膜在气凝胶隔热垫上的应用

9. 9.       有机硅在气凝胶隔热组件的应用介绍

10. 10.    新能源汽车动力电池产品解决方案

11. 11.    新能源电芯缓冲用硅橡胶框介绍

12. 12.    气凝胶真空热压机及自动化解决方案

13. 13.    气凝胶隔热垫生产过程中关键设备及工艺介绍

14. 14.    气凝胶封装生产过程中品质把控

15. 15.    气凝胶封装降本增效解决方案

16. 
    

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原文始发于微信公众号（艾邦气凝胶论坛）：气凝胶是什么？—麒麟电池、刀片电池都在用