新能源电池隔热材料有哪些种类?

新能源电池隔热材料是保障电池安全的关键组件，主要用于防止热失控蔓延、阻隔外部热量进入。根据材料特性和结构，主要分为以下几类：

一、无机隔热材料

1、气凝胶（Aerogel）

特点：超低导热系数（0.015–0.025 W/m·K）、耐高温（>600℃）、轻质。

形式：二氧化硅气凝胶毡（常用）、陶瓷气凝胶。

应用：电芯间隔热片、模组顶部覆盖层。

2、陶瓷纤维（Ceramic Fiber）

特点：耐高温（>1000℃）、低热传导，但密度较高。

形式：陶瓷纤维纸、毡或板（如氧化铝、硅酸铝纤维）。

应用：电池包防火层、模组间隔热。

3、云母板（Mica Plate）

特点：绝缘性好、耐高温（800–1000℃）、成本低。

形式：硬质云母板或柔性云母纸。

应用：电芯表面包覆、模组隔热垫片。

4、膨胀型阻燃涂层（Intumescent Coating）

特点：受热膨胀形成多孔炭层，隔绝热量和氧气。

应用：涂覆在电池壳体或模组表面。

二、有机-无机复合隔热材料

1、阻燃聚合物基复合材料

基体：PP、PE、环氧树脂等添加阻燃剂（如氢氧化铝、磷系阻燃剂）。

增强相：玻璃纤维、玄武岩纤维。

特点：兼顾机械强度与隔热性，易加工成型。

2、陶瓷化硅橡胶（Ceramifiable Silicone）

特点：常温下柔韧，高温（>300℃）烧结成陶瓷硬壳，阻隔火焰。

应用：电池密封圈、线束护套。

三、相变材料（PCM）

特点：通过相变吸热（如固→液）缓冲温度上升，但需搭配隔热层使用。

常见材料：石蜡/膨胀石墨复合PCM、脂肪酸盐。

应用：贴在电芯表面辅助控温。

四、多层复合结构材料

设计：结合不同材料优势（如“气凝胶+云母”或“PCM+陶瓷纤维”）。

功能：

外层：高耐热性（陶瓷层）。

中间层：低导热（气凝胶）。

内层：吸热缓冲（PCM）。

五、新兴材料与技术

1、真空隔热板（VIP）

特点：超低导热（0.004–0.008 W/m·K），但怕穿刺、成本高。

局限：适用于对空间敏感的高端车型。

2、纳米多孔材料

进展：MOFs（金属有机框架）、纳米陶瓷泡沫，提升隔热效率。

选型关键指标

电芯级：气凝胶片、云母片直接包覆电芯。

模组级：陶瓷纤维垫片、PCM层填充模组间隙。

电池包级：防火涂层覆盖壳体，VIP用于总成顶部。

行业趋势

气凝胶主导：成本下降推动其在高端车型普及。

智能化设计：隔热材料与热管理、BMS联动预警。

国标强化：如GB 38031-2020要求电池包5分钟内不起火；GB44240-2024标准提出了更为严格的要求。热失控测试要求电芯在触发热失控后，需通过温度监测确认失控状态，并在观察期内不起火、不爆炸。热扩散测试则评估电池组系统承受单电池热失控事件的能力，以确保热失控事件不会导致电池组系统整体着火。

建议根据具体电池设计（能量密度、空间限制、成本）选择材料组合，并验证其在热失控场景下的实际表现（如针刺、过充测试）。