近日,比亞迪公布了一項名為“聚酰亞胺氣凝膠”的專利技術,引發了業界對氣凝膠材料在新能源汽車領域應用的廣泛討論。該專利指出,通過優化添加劑與制備工藝,可在常壓條件下制備出結構更穩定的氣凝膠,其隔熱與絕緣性能顯著提升,適合作為電池或電控系統的隔熱材料。
氣凝膠并非新興材料,但比亞迪此次技術突破仍受到關注。盡管多家車企已將其應用于電池包隔熱層,比亞迪此前卻較少采用,此次專利公布后,部分觀點認為這可能僅是技術儲備,實際應用效果仍需驗證。與此同時,關于氣凝膠的實際價值,市場存在兩種截然不同的聲音。
支持者認為,氣凝膠是電池安全的“關鍵防線”。他們以特斯拉等未大規模使用氣凝膠的車型為例,主張氣凝膠的缺失會降低電池安全性,甚至提出“無氣凝膠不購車”的極端觀點。他們強調,氣凝膠的用量與布局方式直接影響隔熱效果,用量不足則等同于未使用。
反對者則質疑氣凝膠的實際作用。他們指出,在電池熱失控場景下,氣凝膠僅能短暫延緩火勢蔓延,無法從根本上阻止燃燒。例如,三元鋰電池熱失控時局部溫度可達1000-1200℃,而主流二氧化硅氣凝膠在長期高溫下性能會大幅下降,僅能支撐10-30分鐘。這類觀點認為,電池安全應更依賴電芯技術改進或結構設計優化,而非依賴氣凝膠。
氣凝膠的隔熱原理源于其多孔納米結構。這種材料通過固定空氣分子減少熱對流,常溫熱導率低至0.012-0.02 W/(m·K),接近空氣隔熱能力的兩倍。同時,其密度僅為空氣的1/6,幾乎不增加車輛重量,符合新能源汽車輕量化需求。目前,寧德時代等企業已將其應用于麒麟電池,通過在電芯側面、水冷板及電池包殼體等位置鋪設氣凝膠,構建多層隔熱體系。
然而,實際應用中氣凝膠的局限性逐漸顯現。盡管部分車企宣稱“0自燃”,但電車起火事件仍時有發生。某車企電池研發人員透露,氣凝膠的作用類似于“防火墻”,可爭取逃生時間,但無法徹底消除熱失控風險。例如,在三元鋰電池熱失控場景中,氣凝膠的防護時間有限,最終仍需依賴電芯材料與結構設計的突破。
氣凝膠的性能差異也直接影響其應用效果。以通用汽車第一代奧特能平臺為例,其采用NASA供應商阿斯彭的氣凝膠,鋪設面積達11.188平方米,短期內可耐受1400℃高溫,防護時間延長至50分鐘。但后續迭代中,為降低成本,該平臺改用磷酸鐵鋰電池并替換為復合陶瓷材料,后者在1000℃下可持續兩周,且成本下降30%。這一調整引發了對氣凝膠技術路線的進一步爭議。
當前,電池安全領域形成兩條技術路徑:一是三元鋰電池搭配氣凝膠,追求高性能與安全平衡;二是磷酸鐵鋰電池放棄氣凝膠,通過材料穩定性與低成本實現安全目標。然而,磷酸鐵鋰與氣凝膠的組合是否具備更大優勢,仍需更多實驗數據支撐。
盡管爭議不斷,氣凝膠的技術潛力仍被看好。隨著產能提升,普通二氧化硅氣凝膠價格有望降至180元/平方米,為全電池包應用創造條件。同時,國內企業在氣凝膠專利領域的全球占比已達57%,未來或通過材料改性突破現有性能瓶頸。不過,電池安全的核心仍在于電芯材料與電解液的創新,氣凝膠僅是安全體系中的一環。











