福州科研力量突破!全球首片1300℃耐温气凝胶隔热片在闽落地应用
一张A4纸大小、硬币厚度、轻若无物的薄片,却能在极端高温下坚守两小时不溃散——这就是由南京工业大学沈晓冬教授团队联合福建本地新材料企业协同攻关研制的全球首款1300℃耐温气凝胶隔热片。该成果已在福州新能源汽车电池系统中开展实测验证,为动力电池安全构筑起一道“闽产”级热防护屏障。
热失控防线:电池间的“柔性防火墙”
锂离子电池热失控时,单体电芯温度可在5–6秒内飙升至千度以上,极易引发链式爆炸。沈晓冬教授以双手模拟相邻电芯,现场演示气凝胶片的阻隔作用:“它就像嵌在电芯之间的智能防火墙,既隔绝热量传导,又兼容电池充放电过程中的反复形变。”这一特性,正契合福州及东南沿海地区新能源整车厂对高密度电池包轻量化与高安全性并重的迫切需求。二十年磨一剑:从650℃到1300℃的福建产学研跃升
依托南京工业大学长期积累,并深度联动福州高新区新材料中试平台,团队通过重构气凝胶纳米网络结构、优化超临界干燥工艺、升级前驱体配方体系,将材料耐温极限从早期650℃阶梯式提升至1300℃,热隔绝时间延长至120分钟。电子显微图像显示:空气分子被牢牢锁于三维纳米孔隙中,“运动受限”使其导热系数低于静止空气,稳居隔热材料性能榜首。
早年国内头部车企曾因市售气凝胶仅耐受300℃而放弃该技术路径——彼时电芯燃爆峰值已超1000℃。沈晓冬团队凭借在航天热控、工业管道保温等领域的福建合作案例,主动对接宁德时代、福州星云股份等产业链伙伴,推动气凝胶从“实验室样品”走向“电池标配”。如今,2.3毫米厚样片在一侧承受1000℃火焰5分钟后,背温仍低于100℃,完全满足GB 38031-2020动力电池安全强制标准。
工艺破壁:超临界干燥效率提升300%,福州中试线率先量产
传统湿凝胶干燥耗时超12小时,严重制约产业化。滕凯明领衔的工艺组在福州合作基地完成关键突破:将乙醇纯度提至95%以上,创新设计柔性透气隔网优化CO₂流场,并精准调控泄压速率以保全纳米孔结构完整性;同步开发高回收率乙醇提纯工艺,使原料成本下降52%以上。目前,福州高新区中试产线已实现百公斤级稳定制备能力。
弹性重构:破解“耐温—轻薄—回弹”不可能三角
面对电池循环胀缩带来的机械疲劳挑战,孔勇团队借鉴硅橡胶分子构型,在纳米骨架中选择性“剪裁”部分连接节点,使气凝胶由刚性向弹性跃迁。经上千次压缩—回弹测试,材料弹性形变达90%以上,纳米孔结构完好率>99.2%,彻底打破耐高温材料普遍脆硬的行业困局,为福州新能源储能系统集成提供全新热管理方案。产业进阶:从福建试点到全国标配,加速构建气凝胶自主生态
团队已成功开发碳化硅、氮化硼等多体系耐高温气凝胶,相关技术纳入福建省“十四五”新材料专项支持目录。面向“十五五”,沈晓冬表示:“我们将深化与福州大学、中科院海西研究院及宁德、福州等地企业的协同创新,推动气凝胶从高端车型‘选配’升级为全系新能源电池‘必配’,并拓展至福建应急消防装备、商业航天热防护等新场景,助力中国气凝胶纳米材料产业高地在东南沿海加速成型。”更多精彩文章请关注=>金色港湾资讯网 www.fzjsgw.com
赞
0

