不要只是延迟细胞间的热传播，而是阻止它。

电池工程师面临着在优化车辆性能的同时最大限度地提高热失控保护的艰巨挑战。随着电池到电池组和电池到机箱设计的日益普及，这项任务变得更加重要，因为制造商失去了可以内置到基于模块的设计中的附加保护。尽管 LFP 和固态等新型化学物质作为 NMC 更安全的替代品在市场上销售，但仍然存在热传播风险。

安全性是汽车制造商必须克服的一个重大障碍，以鼓励电池电动汽车的广泛采用。中国 (GB38031) 和联合国 (ECE/TRANS/180/Add.20) 已通过 5 分钟延迟规定制定了控制热传播的现行基准。随着更高续航里程和更高功率的电池组即将出现，OEM 应该为后续法规做好准备，这些法规可能会变得更长（例如 10、20、30 分钟），直到最终需要可靠的非传播系统。

热量可以通过多种途径从热失控的电池传递到其相邻电池。最明显的是细胞间传导。制定热传播缓解策略时需要考虑的其他要素包括气体管理、辅助传导路径（非主动冷却板、母线等）和主动冷却（如果该机制在碰撞情况后仍然有效）。细胞屏障是试图控制热传播时的第一道防线。

细胞间屏障必须管理机械能和热能

在软包和棱柱形电池应用中，细胞间屏障起着两个作用：

1。 机械

电池与电池之间的屏障必须充当压缩垫，并吸收电池随着年龄的增长而膨胀以及充电和放电循环期间的运动。在这些周期中，细胞扩张和收缩，就像肺部吸气和呼气一样。从历史上看，这一角色由聚氨酯泡沫或有机硅泡沫填充，但它们的最高暴露温度峰值约为 100 至 300°C。它们总比没有好，但通常不会满足 5 分钟延迟的规定。

2。 热的

细胞间屏障的第二个作用是防火屏障。它们必须在压缩时在 1000°C 或更高的温度下提供出色的耐热性。金属和云母片等材料的热性能良好，但在吸收机械能方面受到限制。

气凝胶是少数在这两个类别中都表现良好的材料之一。几十年来，气凝胶以世界上最轻的固体和最高性能的绝缘体而闻名，但大规模制造具有挑战性，而且对于实际应用来说太脆弱。 Aspen Aerogels 与 NASA 合作开发并商业化了第一个柔性气凝胶毯。经过 20 多年在工业应用中的隔热、隔音和被动防火方面取得的成功， 阿斯彭工程 PyroThin，一种适用于电动汽车应用的超薄、轻质热障。 PyroThin 隔热层可以发挥压缩垫的机械功能和防火层的热作用。

全球汽车整车厂选择 PyroThin 作为其热传播缓解策略的一部分，因为 PyroThin...

可承受高达 1400°C 的温度

阿斯彭气凝胶开发 PyroThin 我们知道细胞间屏障没有一刀切的解决方案。不同的细胞化学物质在不同的温度下燃烧，而且它们燃烧得很热。 PyroThin 热障是一个可调平台，可以根据应用的要求调整气凝胶化学成分和纤维增强材料。

充当有弹性和有弹性的压缩垫

PyroThin 利用二氧化硅气凝胶的工程纳米孔隙，以轻质形式提供一流的热性能和机械性能。在气凝胶固化过程中，形成长的二氧化硅聚合物链，它们一起充当数十亿个弹性纳米弹簧。柔性气凝胶毯的孔隙比任何其他隔热材料小 10,000 倍。在这个量级上，物理学完全改变了。 PyroThin 其热导率低于静止空气，因此当它被压缩时，热导率实际上会提高。

即使在压缩时也具有热阻

气凝胶的导热系数是地球上所有材料中最低的。与传统隔热材料不同，气凝胶不依赖于截留的空气。什么时候 PyroThin 被压缩时，导热系数比气凝胶低或差的空气被挤出。这意味着更薄的电池间屏障、模块内更多的电池、更轻的电池组以及更大的续航里程。

PyroThin 先进的热障显示出非传播未来的希望

除了汽车原始设备制造商之外 PyroThin 为了进行实际测试，Aspen Aerogels 开发了一系列迷你模块测试。两个单元——一个触发单元和一个相邻单元——有一个 PyroThin 热障 将它们放在一起，看看是否可以阻止热从一个电池传播到另一个电池。

在上面的测试设置中，两个 62 Ah 棱柱形电池 (CATL) 被压缩在夹具内以维持电池面压力。 Aspen 设计了针对寿命终止 (EOL) 压力的热传播测试，因此 2.35mm PyroThin 处于约50%应变。 160W 加热垫触发电池热失控。

有趣的是，当电池排气时，压力下降，并且 PyroThin 可以在细胞之间稍微扩展。在 30 分钟的过程中，相邻电池在 130 分钟处达到 5°C 的峰值温度，但没有进入热失控状态。值得注意的是，这种微型模块配置将导电路径与实际电池组配置中的辅助路径隔离。然而，该测试表明热失控可以在电池与电池之间进行阻止。工程师现在可以将注意力转移到其他机制以及如何隔离它们，最终朝着非传播设计的方向努力。

PyroThin 无论是在实验室环境还是在道路上，热障都是一种经过验证的解决方案。 Aspen Aerogels 荣获 Overdrive 奖 作为通用汽车第 30 届年度供应商奖的一部分，荣获“推出卓越奖”。 PyroThin的技术和 Aspen 的敏捷工程支持在通用汽车 Ultium 电池平台的热传播策略中发挥了至关重要的作用。