锂电池热失控(Thermal Runaway)是一种严重的安全事故,通常由电池内部或外部的异常情况引起,最终可能导致电池过热、冒烟、起火甚至爆炸,严重影响人员及财产安全。因此,抑制电池热失控是电池在设计之初的重要考量,除了优化电池设计、增加主动消防措施外,在电芯间布置隔热材料是重要的防护措施。随着电池能量密度的不断提升,以及半固态电池研发进程的推进,对热失控防护材料的要求也越来越高,纳米隔热板正是基于电池客户高技术、高效率的需求而进入应用。
纳米隔热板相较市面上主流的电芯间隔热材料如气凝胶隔热垫,硅胶泡棉等具有如下优势:
更高的耐温及更好的隔热性能:纳米隔热板最高耐温可达1200℃,长期耐温可达1000℃,800℃导热系数小于0.04W/m K, 可以确保在高温下实现更好的隔热性能。玻纤气凝胶在650℃时材料结构开始熔融坍塌,隔热性能大幅下降。陶瓷气凝胶在600℃导热系数远远大于纳米隔热板,高温隔热性能较纳米隔热板逊色很多。而泡棉相较气凝胶的耐温及隔热性能又差一个等级。
优异的热稳定性:当外部温度升高时,其导热系数的升幅平稳,具有优异的热稳定性。
优异的阻燃性能:UL 94 v0 等级阻燃,纳米隔热板通过加热或燃烧测试无明火,无烟雾释放。
出色的力学性能:具有较强的抗压性能,很好的满足锂电池热失控下的力学性能要求。
易于加工:纳米隔热板易于使用多种切割、机加工设备进行加工,实现快速、连续的生产。同时,此材料易于与弹性体、云母等材料进行复合,满足广泛的电池结构设计。
出色的绝缘及抗老化性能:通过双85 1000h测试,包封后材料性能几乎无明显变化。
整体产业链更加环保:纳米隔热板在高温下无有毒害物质挥发,使用后易于回收利用,不需要特殊处置。相较主流的气凝胶的加工工艺及使用过程(大量溶剂、甲级厂房要求),纳米隔热板的制备及使用更加环保。
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