锂电池热失控防护:为何纳米隔热板成为关键选择

锂电池热失控的隐患与挑战

热失控是指锂电池内部温度因各种原因(如过充、短路、机械损伤等)急剧升高,引发连锁化学反应,最终导致电池失效甚至起火爆炸的过程。这一过程一旦启动,往往难以控制:

  • 传播迅速:一个电池单元的热失控可在数十秒内蔓延至整个电池组
  • 温度极高:热失控时电池内部温度可达800℃以上
  • 释放毒气:电解液分解会释放有毒可燃气体
  • 灭火困难:锂电池火灾需要专用灭火剂且复燃风险高

传统隔热材料的局限性-高温隔热性能及耐热冲击性差

随着电池能量密度越来越大,储能电池的容量日益提升,电池包设计结构也越来越紧凑,在这些背景下,要想实现高等级的热防护,传统隔热材料如陶瓷纤维、岩棉、气凝胶等,由于高温下的隔热效果不佳,耐热冲击性差,难以满足严苛的测试标准。

纳米隔热板的卓越特性

极低的热导率,更好的隔热性能

纳米级孔隙结构(通常为7-40nm)将空气分子运动限制在纳米尺度,显著降低气体热传导。典型纳米隔热板在800℃可低于0.04 W/(m·K),远低于传统材料。

出色的高温稳定性

纳米隔热板主材为气相法二氧化硅,二氧化硅占比远超气凝胶材料,可耐受高达1200℃的高温,有效抵御热失控产生的极端高温。

超薄高效

在相同厚度下,纳米隔热板比气凝胶的背温低50-80℃,采用更薄的厚度即可提供显著隔热效果,极大节省电池包空间,提高能量密度。

优异的机械性能

优尼科纳米隔热板为电池行业精心设计,自研配方使产品具有良好的柔韧性,方便拿取及封装。

阻燃,环保,无烟雾释放

我们的纳米隔热板达到UL 94 V-0级阻燃,通过黄卡认证。材料通过RoHS, Reach, TSCA等多种环保测试,材料在高温下无烟雾释放。

纳米隔热板在锂电池防护中的具体应用

电池单元间隔离-电芯间热失控防护

在电池模块中,纳米隔热板被置于相邻电芯之间,防止单个电芯热失控引发连锁反应。

模组与电池包级防护

在电池模组间和整个电池包内部使用纳米隔热层,构建多层次防护体系。

储能集装箱热失控防护

传统的储能集装箱采用岩棉、玻璃棉等材料进行防火隔热,但需要很厚的厚度,采用纳米隔热板,不仅可以实现很薄的厚度,而且能使集装箱结构更加安全可靠,目前我们的材料已经通过2个小时完整性及隔热性测试。

在锂电池安全防护这一关键领域,纳米隔热材料凭借其超低热导率、高温稳定性、轻薄特性和优异机械性能,成为应对热失控挑战的理想选择。它不仅为热失控蔓延提供了“宝贵的时间窗口”,还通过空间高效的设计助力提升电池系统能量密度。