新能源電動(dòng)汽車(chē)電池超輕氣凝膠
氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài),世界上密度最小的固體之一。一般常見(jiàn)的氣凝膠為硅氣凝膠,但也有碳?xì)饽z存在。因?yàn)槊芏葮O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(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量,有時(shí)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(shí)非常堅(jiān)固耐用,最高能承受1400攝氏度的高溫。它可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力,此外它的導(dǎo)熱性和折射率也很低,絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)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(zhì)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(dá)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(dá)3 kg/m3,室溫導(dǎo)熱系數(shù)可低達(dá)0.012 W/(m•k)。正是由于這些特點(diǎn)使氣凝膠材料在熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、微電子、粒子探測(cè)方面有很廣闊的應(yīng)用潛力。因?yàn)榫哂幸陨戏N種的有點(diǎn),氣凝膠近年來(lái)在新能源汽車(chē)電池模組中也被廣泛用作隔熱防震緩沖材料來(lái)使用。
電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)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(dǎo)熱系數(shù),可達(dá)到0.013-0.016W/(m·K),低于靜態(tài)空氣(0.024W/(m·K))的熱導(dǎo)系數(shù),比相應(yīng)的無(wú)機(jī)絕緣材料低2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。即使在800℃的高溫下其導(dǎo)熱系數(shù)才為0.043W/(m·K)。高溫下不分解,無(wú)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(fù)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(chē)、航天等領(lǐng)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(zhì)成分。若其組成成分中含有致癌物質(zhì)或毒素,那膠體也會(huì)因此具有致癌性以及毒性。目前以硅為基本材質(zhì)的氣凝膠還未發(fā)現(xiàn)具有致癌或含毒的性質(zhì)。不過(guò)硅氣凝膠會(huì)刺激人的眼睛、皮膚、呼吸道和消化系統(tǒng),并且一旦接觸會(huì)造成皮膚黏膜的干澀。因此建議當(dāng)持著硅凝膠時(shí)最好配備著護(hù)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(zhì)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(zhì)。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(huì)令液體緩慢地被脫出,但不至于使凝膠里的固體結(jié)構(gòu)因?yàn)榘殡S的毛細(xì)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(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)電池模組的輕量化要求,從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力的增加
4、強(qiáng)韌性、高彈性
氣凝膠的另外一個(gè)特點(diǎn)就是其擁有強(qiáng)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(lián)想在一起,氣凝膠的柔韌性是極好的,可見(jiàn)其彈性的這個(gè)特點(diǎn)也是非常的高,彈性而輕盈的材料,在未來(lái)的市場(chǎng)上其發(fā)展?jié)摿σ彩鞘种档闷诖团瓮摹?/p>
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