新能源電動汽車電池超輕氣凝膠
氣凝膠是一種固體物質形態(tài),世界上密度最小的固體之一。一般常見的氣凝膠為硅氣凝膠,但也有碳氣凝膠存在。因為密度極低,目前最輕的硅氣凝膠僅有3mg/cm3 ,比空氣重三倍,所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量,有時也被稱為“固態(tài)煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪,其實非常堅固耐用,最高能承受1400攝氏度的高溫。它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力,此外它的導熱性和折射率也很低,絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。
氣凝膠是一種理想的透明隔熱材料,非常優(yōu)秀的輕質納米多孔非晶固體材料,硅氣凝膠的折射率接近1,其孔隙率高達80-99.8%,孔洞的典型尺寸為1-100 nm,比表面積為200-1000 m2/g,而密度可低達3 kg/m3,室溫導熱系數可低達0.012 W/(m•k)。正是由于這些特點使氣凝膠材料在熱學、聲學、光學、微電子、粒子探測方面有很廣闊的應用潛力。因為具有以上種種的有點,氣凝膠近年來在新能源汽車電池模組中也被廣泛用作隔熱防震緩沖材料來使用。
電動汽車動力電池氣凝膠性能特征
1、隔熱性
二氧化硅氣凝膠材料具有極低的導熱系數,可達到0.013-0.016W/(m·K),低于靜態(tài)空氣(0.024W/(m·K))的熱導系數,比相應的無機絕緣材料低2-3個數量級。即使在800℃的高溫下其導熱系數才為0.043W/(m·K)。高溫下不分解,無有害氣體放出,屬于綠色環(huán)保型材料。SiO2硅氣凝膠與各種耐熱纖維復合后,可制成各種形式的保溫材料??蓮V泛用于工業(yè)、建筑、管道、汽車、航天等領域。氣凝膠氈的厚度僅需傳統(tǒng)保溫材料硅酸鋁的四分之一。
2、安全性
氣凝膠的安全性取決于其制造的物質成分。若其組成成分中含有致癌物質或毒素,那膠體也會因此具有致癌性以及毒性。目前以硅為基本材質的氣凝膠還未發(fā)現具有致癌或含毒的性質。不過硅氣凝膠會刺激人的眼睛、皮膚、呼吸道和消化系統(tǒng),并且一旦接觸會造成皮膚黏膜的干澀。因此建議當持著硅凝膠時最好配備著護目鏡以及手套以避免受到傷害。
3、輕量化
氣凝膠是一種固體物質形態(tài),世界上密度最小的固體之一。氣凝膠是世界上已知密度最低的人造發(fā)泡物質。氣凝膠借由臨界干燥法將凝膠里的液體成分抽出。這種方法會令液體緩慢地被脫出,但不至于使凝膠里的固體結構因為伴隨的毛細作用被擠壓破碎。目前最輕的硅氣凝膠僅有3mg/cm3 ,比空氣重三倍。氣凝膠的的低密度可以實現電動汽車電池模組的輕量化要求,從而實現電動汽車續(xù)航能力的增加
4、強韌性、高彈性
氣凝膠的另外一個特點就是其擁有強韌性和高彈性了。凝膠在我們的腦海里或許多多少少有一種模糊的印象和氣凝膠聯想在一起,氣凝膠的柔韌性是極好的,可見其彈性的這個特點也是非常的高,彈性而輕盈的材料,在未來的市場上其發(fā)展?jié)摿σ彩鞘种档闷诖团瓮摹?/p>
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