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車燒了人沒逝,或許你該謝謝氣凝膠

兄弟,你聽說過氣凝膠這玩意兒嗎?

說的是,通過添加劑優化工藝後,能在常壓條件下製備完整氣凝膠,結構更不容易坍塌,而且它的隔熱和絕緣特性都很不錯,可以用作電池或者電控的隔熱材料。

看到國內技術又有突破,大伙兒當然紛紛豎起大拇指。

然而,也有不少人提出質疑。畢竟氣凝膠這東西早就不是什麼稀罕物,很多車企都拿它做電池包隔熱層,反倒是比亞迪自己卻很少用,估計這回又是研發出來躺專利庫里吃灰。。。

有人說,氣凝膠就是電池的安全氣囊,凡是不帶氣凝膠的電車(比如特斯拉、比亞迪的一些車型),都一票否決,完全不值得買。

並且就算用了氣凝膠,還要看用了多少,怎麼用,用料不徹底,就是徹底不用料。

但也有人認為,這東西吹的太過了,在電池燃燒面前,氣凝膠壓根無效,而是需要電芯從源頭解決,或者靠刀片、圓柱等結構設計提前避免。

更有甚者,覺得只要用了三元鋰,啥玩意兒都救不回。。。

所以,關於氣凝膠到底有沒有用這個問題,網上爭議不斷,脖子哥就在這先幫大伙兒縷一縷。

其實氣凝膠這東西,算是貨真價實的航天材料了,火星車都是拿它做隔熱層。

原因就是它的隔熱效果嘎嘎好。

咱們要知道,氣凝膠的基礎其實也是空氣。而空氣本身就是一種非常隔熱的材料,靜止的空氣導熱率是0.026 W/(m・K),建築、家具等等都是用空氣達到保溫效果,比如我們冬天穿的羽絨服,就是因為羽絨里能困住大量空氣,才可以在冬天給我保暖。

只不過呢,作為一種氣體,空氣有點太調皮了,不太好控制,一旦出現溫差,就容易產生對流,那這個隔熱效果立馬就破功了。

所以,大家就研究出了氣凝膠這種東西。它本質上是一種多孔結構的納米材料,外形像一個果凍,放大看卻像一塊海綿。

本身網絡狀的材料骨架,就可以減少了熱傳遞,更別說,空氣在空隙裏面幾乎完全靜止,不存在對流,讓它的隔熱能力大大增強。

這一通操作下來,氣凝膠的常溫熱導率可以達到0.012-0.02 W/(m·K),差不多是空氣的兩倍,某種意義上,已經接近物理極限。

關鍵,它還是世界上最輕的固體,重量只有空氣的1/6,根本不影響車重,很適合做輕量化。

所以如今許多廠商,都把這玩意兒應用在了咱們的電車上。

拿寧德時代的麒麟電池來說,它在電芯的側面貼上1mm厚度的二氧化矽氣凝膠隔熱墊,主要就是為了避免某個電芯短路導致熱失控,然後直接擴散到整個電池包。

而且這還沒完,氣凝膠也可以貼在水冷板通道上,以及電池包殼體、泄壓閥等等,算是給電池包武裝到牙齒了。一些車企宣稱「0自燃」,確實是有這個底氣在。

但問題就來了,車企們花了好大功夫做的氣凝膠隔熱,在現實里卻解決不了電車起火的問題,該燒還是得燒。

所以許多網友就認為,這個東西也就只有寫 PPT的時候有用了。。。

對此,脖子哥請教了一位車企電池研發小 A,他告訴我,氣凝膠只是一種「熱蔓延」的防護手段,確實沒大家想的那麼神奇。

首先要知道,所謂「航天材料」,並不是金剛不壞,大伙兒別被這四個唬住了。

像是太空人穿的宇航服,只是能在一些環境下隔絕高溫,你拿它去消防救火,那肯定也是會被燒壞的。

而說回氣凝膠,主流的二氧化矽氣凝膠雖然能在短期承受1200℃的高溫,但時間一長,火抗就會下滑到300-600℃。

這個數值,對付一般的燒烤是夠了,但肯定解決不了三元鋰熱失控,畢竟它在局部區域能燒到1000-1200℃,氣凝膠頂多扛個10-30分鐘,之後還是會給你燒穿。

打個比方說,假如你鄰居家突然起火了,有了氣凝膠,就相當於你們之間隔了一堵牆,短時間內火勢蔓延不開,但不代表鄰居家的火就一定燒不到你這裏。

它的作用更多是拖延時間,等你看到隔壁窗口冒煙了,或者聞到煙味兒了,還是得趕緊想辦法逃生。

所以常見的情況是,電車燒了,但人還活着。。。

這必然得感謝氣凝膠幫我們爭取時間,但解決電池熱失控的關鍵,還是得看電芯技術。

你既不能把氣凝膠當成唯一的救命稻草,也不可能說,因為避免不了起火,就不需要氣凝膠了。

另外,氣凝膠的作用確實也和厚度、選材有關。

比如說用料比較紮實的,應該就是第一代的奧特能平台。

它大面積採用阿斯彭(NASA供應商)的氣凝膠作為隔熱,最多包含了180+片,隔熱面積達到11.188平方米,並且它的性能更強,在短期內可以忍受1400℃高溫,讓防護時間提高到50分鐘。

不過,出於成本考慮,後來的奧特能2.0,乾脆把三元鋰電芯改成穩定性更強的磷酸鐵鋰,氣凝膠方案就被捨棄了,取而代之的則是複合陶瓷材料,它在1000℃下能扛兩周,甚至成本還下降了30%。

這就讓更多人懷疑,氣凝膠這條路到底有沒有走對。

所以目前在電池安全上出現兩條分支,一邊是為了極致性能的三元鋰+氣凝膠,一邊則是為了極致成本放棄氣凝膠的磷酸鐵鋰。

但是不是用磷酸鐵鋰就不需要氣凝膠了?磷酸鐵鋰加上氣凝膠會不會更好?這些都需要進一步驗證,也是爭議的關鍵所在。

總之我認為,氣凝膠依然是一個值得深挖的方向。

一方面,隨着產能擴張,普通二氧化矽氣凝膠製品均價可能會打到180元/平方米,不管三元鋰還是磷酸鐵鋰,電池包全副武裝氣凝膠並不是夢。

另一方面,近三年國內企業在氣凝膠上的專利就已經佔全球57%,很有可能在將來超越阿斯彭這些國際巨頭,找到更安全的技術方案。

但對電池安全技術來說,氣凝膠只是咱們能看到的冰山一角,背後的正負極或者電解液材料突破,才是解決電池熱失控的關鍵源頭。

相信在未來,電車一定會變得越來越安全。

責任編輯: 時方  來源:差評XPIN 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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