當(dāng)前電池產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最廣泛的莫過于鋰離子電池，從家用電器市場上的手機、電腦、ipad，新能源汽車、游船，以及武器裝備中所使用的熱電池，鋰離子電池的身影隨處可見。但由于鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點和所用材料的特性，使其不可避免地存在保障問題。例如，鋰離子電池正、負(fù)隔膜的強度和熱穩(wěn)定性差，易造成電池內(nèi)部短路；在高溫下，電池內(nèi)部會發(fā)生強放熱反應(yīng)，導(dǎo)致電池溫度升高和電池內(nèi)部壓力升高；鋰離子電池電解液和負(fù)極材料都是易燃材料等。

鋰離子電池是目前電池行業(yè)應(yīng)用最廣泛的一種電池，從家用電器市場上的手機、電腦、ipad，到新能源汽車、游船、武器裝備中所使用的熱電池，鋰離子電池到處可見。但由于鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點和所用材料的特性，使其不可避免地存在保障問題。例如，鋰離子電池正、負(fù)隔膜的強度和熱穩(wěn)定性差，易造成電池內(nèi)部短路；在高溫下，電池內(nèi)部會發(fā)生強放熱反應(yīng)，導(dǎo)致電池溫度升高和電池內(nèi)部壓力升高；鋰離子電池電解液和負(fù)極材料都是易燃材料等。

特別是動力電池場景，由于其所需總電壓高、工作電流大等特點，往往需要數(shù)千個單體電池成組使用，此時電池的保障性問題更為突出。舉例來說，特斯拉的汽車電池組使用了數(shù)千個單體鋰離子電池。在封閉空間內(nèi)大量蓄電池排列緊密，如果由于機械損傷、熱沖擊、內(nèi)部短路、過充等原因，導(dǎo)致部分蓄電池進(jìn)入熱失控狀態(tài)，也會使周圍蓄電池溫度升高，進(jìn)而將熱失控擴散到整個蓄電池，造成整體燃燒、爆炸的災(zāi)難性后果。從當(dāng)前電池材料的技術(shù)水平來看，這個保障問題尚未從根本上得到解決。所以當(dāng)前對鋰離子電池進(jìn)行保溫、阻燃、防火保護(hù)是減少其熱失控危害的一種有效措施。

目前氣凝膠是導(dǎo)熱系數(shù)很低的固體材料，氣凝膠絕熱氈、隔熱板、隔熱紙等產(chǎn)品的隔熱性能較高可達(dá)普通產(chǎn)品的5倍以上，加上優(yōu)異的阻燃、柔軟、抗沖擊、隔音、降噪等特性，除了在工業(yè)節(jié)能、民用保溫等領(lǐng)域得到了很好的推廣外，隨著氣凝膠行業(yè)的發(fā)展，其在電池領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。

單核氣體凝膠保溫防護(hù)。

單個電芯的熱失控是整個電池包熱失控的根源，因為當(dāng)單個電芯觸點的熱失控時，會產(chǎn)生劇增的產(chǎn)熱，散熱遠(yuǎn)小于產(chǎn)熱，導(dǎo)致熱量傳遞到周圍電芯，進(jìn)而迅速引起周邊電池的大規(guī)模熱失控，形成保障隱患。所以在電池芯之間進(jìn)行熱防護(hù)是消除電池整體熱失控保障隱患的有效措施。為了阻止熱失控，在電芯之間增加隔熱層，使從失控的單體電芯向周圍的電芯擴散，減少對電池組的傷害，同時也減少對周圍電芯的破壞。

單片機芯之間的絕緣材料，作為一種能有效地延遲或阻止單片機芯熱量失控擴散到整個電池系統(tǒng)的熱保護(hù)材料，必須具備以下幾個條件：

(a)阻燃(V0級)

(b)耐老化，化學(xué)穩(wěn)定性好；

(c)無毒氣；

彈性好、導(dǎo)熱性低、防水、防潮、抗震動；

(e)重量輕，厚度薄。

現(xiàn)在常用的保溫材料有泡沫，超細(xì)玻璃棉，高硅氧棉，真空保溫板，氣凝膠等，各類保溫材料的優(yōu)缺點：

由于氣凝膠的熱導(dǎo)率極低，研究人員通過實驗驗證了氣凝膠隔熱板對單體電芯的隔熱保護(hù)作用。采用6Ah容量組成20mm間距模塊，包覆4個200mm隔熱片，在兩個單體之間添加1cm厚度的氣凝膠隔熱片(圖1)，進(jìn)行隔熱傳播試驗，驗證了氣凝膠隔熱片對單體電芯之間隔熱傳播的阻斷作用。

試驗結(jié)果表明，單體A發(fā)生熱失控后，旁邊未熱防護(hù)的空白單體B迅速受熱，出現(xiàn)熱失控，而單體間設(shè)置氣凝膠隔熱板時，較高溫度僅為110℃，成功阻斷了6Ah單體在20mm間距內(nèi)的熱失控傳播，且無失控單體電壓基本不變，對單體電芯爆炸時電池包熱失控的保障隱患起到了良好的保護(hù)作用。

此外，氣凝膠具有良好的隔熱阻燃性能，可使單體間的保障距離進(jìn)一步降低。為節(jié)省更多的空間，并提高電池總功率，氣凝膠公司開發(fā)了一系列高性能超薄隔熱紙和其他產(chǎn)品，以滿足電池工業(yè)對保障，高能量密度的需求。

電池盒/箱的整體保護(hù)。

為了防止鋰離子動力電池系統(tǒng)熱失控，除了在電池單體之間、電池組件之間、電池艙與乘員艙之間設(shè)置熱失控保護(hù)裝置外，還必須在鋰離子動力電池系統(tǒng)中設(shè)置熱失控電芯對電池其他系統(tǒng)熱失控的熱阻，以防止熱失控擴散。氣凝膠氈除了具有優(yōu)良的保溫、防火、阻燃性能外，還具有柔軟的特性，可以任意剪裁加工。適用于各種形狀的電池模塊，電池盒和乘客艙之間的保溫保護(hù)。

對長壽命熱電池而言，關(guān)鍵在于要有很好的保溫性能。該氣凝膠絕緣氈導(dǎo)熱系數(shù)極低，較高使用溫度可達(dá)900-1100℃，采用氣凝膠材料制成的熱電池保溫筒作為熱電池的隔熱層，可較好地滿足航空航天、武器等領(lǐng)域?qū)犭姵氐母咝阅堋㈤L壽命要求。

伴隨著我國氣凝膠工業(yè)的發(fā)展，氣凝膠在電池領(lǐng)域中的應(yīng)用產(chǎn)品形式將更加多樣化，應(yīng)用范圍將由早期的軍用熱電池擴展到更多的民用領(lǐng)域，如新能源動力電池、鋰離子電池、用于電子設(shè)備的蓄電池等的隔熱和隔熱保護(hù)。