11家新能源巨头的气凝胶技术应用实例

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当前，新能源汽车制造企业普遍采用锂电池作为动力电池，并且其能量密度不断提高。在电池安全方面，热失控是一种常见的隐患，其主要原因包括内部短路、过充电、过放电和高温。电动汽车发生热失控可能导致电池燃烧，引发周围零部件着火，甚至在极端情况下爆炸。

如何解决动力电池“热失控”问题？许多主流汽车制造商和动力电池厂商纷纷将目光投向了气凝胶技术，特别是在隔热和阻燃方面。

众所周知，气凝胶的隔热性能优异，可降低热失控的风险，提高电池的安全性和稳定性，气凝胶轻质、阻燃的特点在提升电池性能、安全性和轻量化方面发挥着重要的作用。本文梳理了11个气凝胶在新能源汽车电池中的应用案例，涉及宁德时代、蜂巢能源等电池制造厂商，以及通用、比亚迪、极氪等知名汽车制造企业。

【1】宁德时代-麒麟电池

2022年6月，宁德时代发布第三代表CTP电池——麒麟电池。开创性地取消了横纵梁、水冷板与隔热垫原本各自独立的设计，集成为多功能弹性夹层，提高系统集成效率。通过电芯大面冷却技术，电池换热面积扩大4倍，导热性能提升50%。

为防止电池热失控，麒麟电池的电芯侧面采用了气凝胶，防止电芯在纵向传热。电芯有两个主要的散热面，侧面隔绝散热，底部有专门的孔，来容纳电芯的热失控。

在电子电气上，CCS部分通过FPC+NTC与镍片焊接，连接到汇流排上，其表面覆盖了热防护绝缘材料。电芯底部设置了泄压阀，与结构胶直接粘合，从而增强了结构强度。电芯之间的微连接处则放置了气凝胶，阻止了热失控通道。泄压阀的正对面设置了泄压排烟孔，电池包下壳外侧和底部护板之间则布置了云母板，用于防止热失控。

【2】比亚迪-刀片电池

刀片电池是比亚迪2020年发布的一款电池产品，采用的是磷酸铁锂电池技术，其形状长而薄，如同刀片，无模组的设计为电池提供更高的能量密度。在热安全方面，刀片电池采用的是磷酸铁锂材料，具有非常高的热稳定性，并采用了气凝胶、云母材料、陶瓷化硅橡胶等隔热防火材料。

比亚迪在2022年就透露出，气凝胶使用范围拟从高端产品扩展到全系。据了解，比亚迪使用气凝胶来隔热高镍三元锂电池，占比为70%，而磷酸铁锂电池中使用气凝胶的比例<10%。比亚迪有5-6家气凝胶供应商，供应商的认证周期为1-1.5年。

【3】飞凡-三元锂电池

飞凡品牌隶属上汽旗下，2023年3月飞凡F7上市，该车的电池系统由上汽时代（上汽+宁德）提供，新车采用采用77度和90度的高能量三元锂电池，并通过双层CTP躺式电芯实现更高能量密度更长续航里程。飞凡F7的电池也用了气凝胶技术，该技术将气凝胶材料填充在电芯之间，形成一个高效的隔热层，可以有效阻止温度传导和火焰蔓延。

【4】上汽集团-魔方电池

2022年6月，上汽乘用车MG品牌发布了新电池包品牌——魔方电池，并应用于MG MULAN，俗称“木兰”。MULAN的“魔方”电池是由上汽和宁德时代共同研发的，它最大的特点是采用了创新的LBS躺式电芯设计。竖立变成躺平之后，放在侧面用于缓解膨胀的补偿片和绝缘绝热的气凝胶数量和用量都减少，降低了成本。

【5】岚图汽车-琥珀/云母电池

2021年9月，岚图汽车首发“琥珀”、“云母”电池，首度公开岚图电池安全的技术细节以及未来规划。琥珀/云母电池采用三维隔热墙技术，在电池包内填充特殊有机硅复合材料，这种材料的特点是结合有机硅聚合物+低密度隔热材料+阻燃剂（1000℃以上），形成高效的隔热阻燃绝缘层，把每个电芯单元像“琥珀”一样包裹其中。云母电池系统则应用于岚图FREE增程版，在电池包内加入层状Al-Si云母和气凝胶，且电芯和云母、气凝胶会像云母石一样层叠堆积，充放电效率更高。

【6】广汽埃安-弹夹电池

2021年3月，广汽埃安首发弹匣电池，时隔两年，又在2023年3月发布弹匣电池2.0。弹匣电池的 “超稳电极界面”通过应用纳米陶瓷材料、复合集流体材料、耐氧化阻燃剂，提升电极界面的韧性、抗压性和抗燃性。阻热相变材料是埃安与中国航天合作开发，其相变潜热相对常规材料提升10倍。阻热相变材料加上网状纳米隔热材料，能提升40%整体隔热性。技术解读表示，网状纳米孔材料是隔热气凝胶。

【7】蜂巢能源-龙鳞甲电池

2022年12月，蜂巢能源发布龙鳞甲电池，该款电池采用短刀电芯底出防爆阀设计，在电芯热失控的情况下可快速泄压，将喷发物排出；并采取“热-电分离”设计，让热失控泄压区与电源传送区各自独立，降低热失控时内部高压拉弧、打火的失效概率。同时，龙鳞甲电池还采用双面冷却设计，可使电芯热量冷却，换热能力提升70%。蜂巢能源董事长兼CEO杨红新还称，凭借实现相邻电芯无热失控，且气凝胶层数大幅降低，龙鳞甲最新的成本核算显示，单个电池包降本就有数千元。

【8】华为-巨筋“800V”高压电池

以2023年12月最新发布的华为问界M9来说，在电池安全方面，问界M9电池采用了包括耐高温云母板、绝缘云母纸、航空级隔热气凝胶、纳米级陶瓷绝热层和超薄液冷降温系统在内的五层热安全防护设计，确保电池全生命周期热电安全；全高压热失控不蔓延技术，碰⁠撞场景时，高压闪断保险开关极速切断，11 个防护腔体包裹，全面提升电池安⁠全。

【9】通用汽车-奥特能智电

通用汽车已经在气凝胶领域有着十年的经验，首次应用气凝胶的车型是2014款克尔维特Stingray。2021年，通用汽车推出的奥特能电动车平台，气凝胶的应用进一步扩大。

以2023年发布的IQ锐哥为例，搭载的三元锂的电池包内就采用了加厚设计的纳米级航天材料气凝胶，电池包包含180片气凝胶，最高有效隔热面积达11.188平方米，隔热面积为某些新势力车型的10倍。不仅如此，气凝胶结构在奥特能电池组中还承担了约束电芯的膨胀收缩的职能，避免过度压缩和过度膨胀带来的褶皱乃至出现析锂，防止电芯内部卷绕材料的褶皱，避免形成褶皱后导致的电池短路起火。

【10】极氪-金砖电池

2023年12月14日，金砖电池量产下线，并首搭极氪007发布。金砖电池是一种横置短刀磷酸铁锂电芯，一列96片，两列共192片电芯，电芯仓体积利用率高达83.7%。航空级超薄热阻隔材料是气凝胶，192片电芯互相接触的大面由190片防火隔热气凝胶隔开，如今，先进的气凝胶隔热材料已经可以做到一面电芯热失控温度达到600℃的情况下，另一面大概只有100℃。

【11】小米汽车-SU7汽车电池

2023年12月小米汽车正式发布，现在小米汽车已小规模量产。在电池方面，新车搭载宁德的中镍单晶麒麟电池，电池容量101kWh，支持800V超级快充，充电5分钟续航220km，CLTC续航里程800km。小米汽车的电池包内具备行业顶级散热、隔热能力，拥有17层高压绝缘防护、14层硬核物理防护，还定制了行业领先的主动冷却技术，双大面冷却面积达7.8m²，是行业平均水平的4倍。同时，电芯侧面填充165片气凝胶隔热材料，最高可抵抗1000℃高温，隔热极强，价格也非常昂贵。

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