车烧人未伤，气凝胶或有功
兄弟，你了解气凝胶吗？
前几天，比亚迪公布了一项关于 “聚酰亚胺气凝胶” 的专利（CN120818239A）。
该专利表明，通过添加剂优化工艺后，可在常压条件下制备完整气凝胶，其结构更稳定，不易坍塌，且隔热和绝缘性能出色，可用作电池或电控的隔热材料。
看到国内技术取得突破，大家纷纷点赞。
然而，也有不少人提出质疑。气凝胶并非新鲜事物，很多车企已将其用于电池包隔热层，而比亚迪此前却很少使用，有人猜测这次研发成果可能会被束之高阁。
有人认为气凝胶是电池的安全气囊，没有气凝胶的电车（如特斯拉、比亚迪的部分车型）不值得购买。
而且，使用气凝胶不仅要看是否使用，还要关注用量和使用方式，用料不充分就等于没用料。
但也有人觉得气凝胶被过度吹嘘，在电池燃烧时根本不起作用，解决电池问题需从电芯源头入手，或依靠刀片、圆柱等结构设计提前预防。
更有人认为，只要使用三元锂，什么都救不了。
关于气凝胶是否有用，网上争议不断，下面为大家详细分析。
实际上，气凝胶是名副其实的航天材料，火星车就用它做隔热层。
这是因为它的隔热效果极佳。
气凝胶的基础是空气，空气本身就是良好的隔热材料，静止空气的导热率是 0.026 W/ ( m・K ) ，建筑、家具等都利用空气保温，比如羽绒服，羽绒能困住大量空气，起到保暖作用。
但空气作为气体，难以控制，一旦出现温差就会产生对流，导致隔热效果变差。
于是，人们研发出了气凝胶。它是一种多孔结构的纳米材料，外形像果冻，放大看像海绵。
其网络状的材料骨架可减少热传递，且空隙中的空气几乎静止，无对流现象，大大增强了隔热能力。
经过这些特性，气凝胶的常温热导率可达 0.012 - 0.02 W/ ( m · K ) ，约为空气的两倍，接近物理极限。
关键是，它是世界上最轻的固体，重量仅为空气的 1/6 ，不增加车重，适合用于车辆轻量化。
因此，许多厂商将其应用于电车。
以宁德时代的麒麟电池为例，在电芯侧面贴 1mm 厚度的二氧化硅气凝胶隔热垫 ，可防止某个电芯短路引发热失控并扩散到整个电池包。
此外，气凝胶还可贴在水冷板通道、电池包壳体、泄压阀等部位，为电池包提供全方位保护。一些车企宣称 “0 自燃” ，是有一定依据的。
但问题是，车企花费大量精力使用气凝胶隔热，现实中仍无法杜绝电车起火。
因此，很多网友认为气凝胶只是用于宣传的噱头。
为此，请教了一位车企电池研发人员小 A ，他表示气凝胶只是一种 “热蔓延” 的防护手段，并非万能。
所谓 “航天材料” 并非坚不可摧，比如宇航员的宇航服能在某些环境下隔绝高温，但用于消防救火肯定会被烧坏。
主流的二氧化硅气凝胶虽能在短期内承受 1200 ℃ 的高温，但时间一长，耐热能力会下降到 300 - 600 ℃ 。
这个温度应对一般烧烤足够，但无法解决三元锂热失控问题，因为三元锂局部区域能达到 1000 - 1200 ℃ ，气凝胶最多能坚持 10 - 30 分钟，之后仍会被烧穿。
打个比方，邻居家起火，气凝胶就像一堵墙，能在短时间内阻止火势蔓延，但不意味着火不会烧到自己家。
气凝胶的主要作用是争取时间，当发现异常时，应尽快逃生。
常见的情况是，电车起火但人安全，这要感谢气凝胶争取的时间，但解决电池热失控的关键还在于电芯技术。
既不能把气凝胶视为唯一的救命稻草，也不能因无法避免起火就否定其作用。
另外，气凝胶的效果与厚度、选材有关。
第一代奥特能平台用料扎实，大面积采用阿斯彭（NASA 供应商）的气凝胶隔热，最多包含 180 + 片，隔热面积达 11.188 平方米，短期内可承受 1400 ℃ 高温，防护时间提高到 50 分钟。
但出于成本考虑，奥特能 2.0 把三元锂电芯换成稳定性更强的磷酸铁锂，舍弃了气凝胶方案，改用复合陶瓷材料，该材料在 1000 ℃ 下能坚持两周，成本还降低了 30% 。
这让更多人怀疑气凝胶的发展方向是否正确。
目前电池安全出现两条路线，一是追求极致性能的三元锂 + 气凝胶，二是为降低成本放弃气凝胶的磷酸铁锂。
使用磷酸铁锂是否还需要气凝胶，两者结合是否更好，这些都有待进一步验证，也是争议的核心。
总之，气凝胶仍值得深入研究。
一方面，随着产能扩大，普通二氧化硅气凝胶制品均价可能降至 180 元 / 平方米，为电池包全面使用气凝胶提供了可能。
另一方面，近三年国内企业在气凝胶领域的专利占全球 57% ，有望超越国际巨头，找到更安全的技术方案。
在电池安全技术中，气凝胶只是冰山一角，正负极或电解液材料的突破才是解决电池热失控的关键。
相信未来，电车会越来越安全。
撰文：TC
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