锂离子电池储能系统被动安全材料选型的核心目标可归纳为以下五个关键方面，它们共同构成了系统本质安全的基础：
一、阻断热失控蔓延（核心之核心）
目标：通过材料自身的隔热、吸热或物理隔离特性，阻止单个电芯/模组的热失控事件向相邻单元扩散。
实现方式：
1、超高隔热性：选用低导热系数材料（如气凝胶、陶瓷纤维）作为电芯/模组间的物理屏障。
2、吸热缓冲：利用相变材料（PCM）在临界温度吸收大量潜热，延缓温升。
3、结构隔离：采用阻燃/耐火的隔板（如玻纤增强复合材料、钢板）分割热传播路径。
二、抑制火灾与火焰传播
目标：防止热失控引发的明火扩散至系统外部或引燃周边设备。
实现方式：
1、材料不燃/高阻燃性：结构件（箱体、支架）选用金属或UL94V0级阻燃工程塑料。
2、火焰封堵：防火密封胶/发泡剂填充缝隙，阻断火焰窜流路径（如线缆孔、模块间隙）。
3、阻火设计：在泄压通道集成多孔金属/陶瓷滤芯，冷却喷出气体并阻隔明火。
三、安全疏导高温有毒气体
目标：可控释放热失控产生的高压、高温、易燃易爆气体，避免爆炸风险。
实现方式：
1、定向泄压：精准选型爆破片/泄压阀（匹配压力阈值、流量、耐腐蚀性）。
2、气体过滤：泄放路径配置耐高温滤材，降低气体温度、过滤可燃颗粒物。
3、通道密封：防火封堵材料确保气体仅从设计路径排出，防止无序泄漏。
四、维持结构完整性与热防护
目标：在极端热冲击下保护关键部件（BMS、线缆）功能，防止坍塌或二次灾害。
实现方式：
1、高温结构稳定性：箱体/支架材料（如钢、陶瓷化聚合物）在高温下保持机械强度。
2、热辐射屏蔽：隔热层（气凝胶、陶瓷毡）包裹敏感元件，隔绝>500°C高温。
3、防熔融渗透：隔板材料抵抗电芯喷溅熔融金属的侵蚀（如云母板、陶瓷基复合材料）。
五、最小化环境与健康危害
目标：降低材料自身及热失控副产物对环境和人员的毒性风险。
实现方式：
1、低烟无毒材料：优先选用无卤阻燃剂、陶瓷基材料（燃烧时烟密度低、毒性气体少）。
2、环保合规性：符合RoHS、REACH等有害物质限制标准。
3、可回收设计：材料选择兼顾全生命周期可持续性（如金属＞复合材料＞塑料）。
总结：核心目标的底层逻辑
被动安全材料的本质是构建多层级防御体系：
第一层（电芯级）→延缓单电芯热失控（PCM/隔热层）
第二层（模组级）→阻断模组内蔓延（高强度隔板+气凝胶）
第三层（系统级）→抑制火灾/气体爆炸（箱体防火+定向泄压）
终极目标：将热失控事件控制在最小单元内，确保系统外部“零火灾、零爆炸、无毒气泄漏”。
关键验证指标：通过UL9540A等标准的热蔓延测试，证明材料组合可实现模组/整柜级的热失控隔离。
2025-07-29
