各位小伙伴被欢迎来到“PACK制造工艺系列合集”！接下来, 新能源电池包零部件的材料类型会被我们逐个分析, 其制造工艺也会被进行逐个分析, 设计要点同样会被逐个分析, 感谢阅读和关注~
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2024年, 在韩国京畿道, 有一座锂电池工厂, 一场大火发生于此, 在15秒的爆燃当中, 23条生命就此消逝。
2025年小米SU7高速碰撞后电池爆燃，3人殒命火海……
在如今, 不管是新能源汽车, 还是储能系统, 因着电芯热失控致使的起火爆炸情形已然是屡见不鲜。按照不完全统计, 在2024年, 全球超过30%的储能电站火灾是由锂电池热失控所引发，并且新能源汽车电池起火致死率为高达70%。
对于作为热失控防护关键材料的电池包隔热材料, 它是怎样起到热阻隔作用的? 可以供选择的材料有哪些类型?
01 热失控与热阻隔
锂电池惹起的火灾常常燃烧得极为迅速, 火焰具备很大的强度, 造成的破坏程度很强, 难以对其进行控制。电芯一旦出现热失控的状况, 就会先后出现膨胀鼓包的情况, 接着冒烟, 随后起火, 进而燃烧起来, 产生数量众多的热量, 温度能够高达450℃到600℃。
局部高温→相邻电芯热蔓延→起火爆炸
锂电池热失控主要存在三类诱因, 其一为机械滥用, 涵盖碰撞挤压、穿刺等情况, 其二是热滥用, 具体包含高温、局部过热等状况, 其三是电气滥用, 像过充、过放、外短路等均属此类。
热阻隔技术, 主要是阻断热失控电池所产生的包含热量冲击、高温烟气以及火焰炙烤这类情况, 对周围电池造成的热影响, 切断热量传递路径, 达成降低火灾破坏力, 争取消防救援时间, 进而避免人员伤亡的目的。
热阻隔技术主要分为：
对于电池管理以及冷却技术而言, 要监测电池组工作状态是不是处于正常的情况, 并且主动去采取冷却、灭火等一系列消防应对措施。
安全结构设计技术：利用隔热材料阻断电芯间热失控传播
用于应急的安全技术, 是在出现热失控状况之后所采取的应急消防举措, 比如采用浸没式水消防方式, 或者运用全氟己酮消防手段等。
这里着重讲的是安全结构设计技术, 此技术能够做到将热失控电芯造出的热量传递予以阻断, 使其无法传导到相邻的电芯那里, 进而避免引发链式效应。
02 热阻隔材料的主要类型
当前所常用的动力电池保温隔热材料包含阻燃泡棉类, 气凝胶毡材料, 云母板, 陶瓷化硅橡胶复合材料, 阻燃灌封胶, 真空隔热板等, 电池组内隔热板是放置于单体电芯之间的，是一种能够有效延缓或者阻断单体电芯热失控朝着整个电池系统传播的热防护装备。一般而言需要具备以下性能:
（1）阻燃泡棉类
主要类型：聚氨酯泡棉（PU）、EVA泡棉、硅橡胶等
一般是以上面所说的作为基材, 借助特殊的发泡工艺制作而成, 隔热的性能很不错, 并且有着相当好的压缩性能, 能够充分地吸收电芯循环所产生的膨胀力。
（2）气凝胶毡材料
块状的气凝胶, 粉末状的气凝胶, 成薄膜质地的气凝胶, 它们能被划分成这不同的形态, 而其隔热性能极为突出, 这是源于多孔之结构。
气凝胶的孔径尺寸比常压下空气分子平均自由程要低, 所以空隙之中的空气分子几乎处于静止状态, 进而避免了空气的对流传热。
以SiO2气凝胶作为核心, 复合了玻璃纤维或者陶瓷纤维而制成的气凝胶毡材料, 其导热系数低到了0.013–0.025 W/m·K。
存在一种材料, 它是气凝胶, 其隔热效果在单位体积方面是最优的, 并且它还具备突出的轻量化效果, 气凝胶拥有极低的密度, 属于目前已知的最轻的固体材料当中的一种, 相较于传统隔热材料, 它减薄减重的倍数达到3至8倍。
然而, 哪怕气凝胶隔热性能极其卓越, 可是其压缩形变量存在限度, 于应对电芯循环进程里所创造的膨胀力的这个时候, 缓冲吸收能力依旧明显匮乏。所以呀, 通常会与缓冲泡棉搭配运用。
常见气凝胶材料性能参数
（3）云母板
主要组成：云母纸（90%）与有机硅胶（10%）复合压制而成
特点：
1、耐高温：持续使用温度500–850℃，间歇达1050℃
2、绝缘性方面, 其击穿强度是大于或等于20千伏每毫米, 而体积电阻率是大于10的15次方欧姆厘米。
3、机械强度：抗弯强度＞200 MPa，耐化学腐蚀
应用位置在, 云母板在模组与箱盖之间常被使用, 其作用是, 防止在电芯出现热失控状况之后, 从防爆阀当中喷出的高温烟气, 将箱熔穿并且对模组结构件有所损伤。
（4）阻燃灌封胶
在圆柱电芯 PACK 方面, 鉴于电芯最大面呈现为圆柱形, 所以常常将阻燃灌封胶用作隔热材料。比如说, 特斯拉的动力电池包运用灌封胶去填充圆柱电池之间的空隙, 达成避免电芯之间进行传热的目的, 提升对冲击的稳定性, 进而提高电池包整体的热稳定性以及机械稳定性。
由下面几部分构成主要部分: 有基材, 有固化剂, 有阻燃添加剂, 还有填料, 其用途是提高强度以及耐磨性。
特点：
优良的阻燃性能：可达UL94 V-0级，燃烧时碳化隔绝氧气
优秀出色的电气绝缘方面的性能表现为, 其中电压电阻率是大于或者等于一乘以十的十一次方欧姆厘米, 介电强度大于或者等于二十千伏每毫米。
粘接强度高、抗冲击性能好、耐热性能
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