🔋 创新耦合设计：仿移动电源工作原理，将气凝胶与相变材料结合，实现"持续充能"式热防护

🔥 双重阻燃保障：多网络气凝胶获V-0级阻燃认证，相变材料通过双封装策略实现零泄漏

🌡️ 超强热管理：复合体系在230℃高温下工作100分钟，背面温度仅89℃

💡 智能柔性适配：相变材料40℃触发柔性形变，降低界面接触热阻

随着锂电池能量密度不断提升，热失控（TR）引发的热蔓延已成为重大安全隐患。现有热防护材料存在机械性能差、易燃、易泄漏等痛点，且在热饱和后无法持续阻隔热量。大连理工大学团队创新提出"气凝胶+相变材料"耦合体系，通过仿生"充电宝"工作机制，突破传统材料热饱和瓶颈。

• 张宇昂

• 唐炳涛

• 单位：大连理工大学化工学院

 1. 多网络气凝胶：刚柔并济的隔热卫士

• 三重复合网络：明胶（Ge）化学交联网络提供机械强度，海藻酸钠（SA）与硼酸氢键网络赋予阻燃性

• 性能突破：导热系数仅53.9 mW·m⁻¹·K⁻¹，1cm厚度温差达120℃，V-0级阻燃

• 智能成型：通过模具冷冻干燥实现任意形状定制（图2m）

  
  

• 双封装策略：膨胀石墨（EG）吸附+热塑性聚酯弹性体（TPEE）包覆，SAT负载量达88%

• 超高储热密度：总储热量811.9 J·g⁻¹（相变潜热211.5 J·g⁻¹+热化学储热600.4 J·g⁻¹）

• 智能柔性：40℃触发柔性形变，接触热阻降低55%

 3. 协同防护机制：1+1>2的热管理革命

• 接力防护：气凝胶首层隔热，相变材料二次吸热延缓热饱和

• 实测表现：在230℃高温下，复合体系100分钟后背面温度仅89℃

• 安全验证：锥形量热测试显示峰值热释放速率降低67%

  
  

结论与意义

该研究开创性地将仿生设计理念引入热防护领域，通过材料体系创新实现：

✅ 气凝胶机械强度与阻燃性同步提升

✅ 相变材料储热密度与柔性适配双重突破

✅ 耦合系统热防护时间延长3倍以上

为高能量密度电池模组安全防护提供了全新解决方案，已通过实际电池热失控测试验证。