动力电池包热失控技术是混合动力汽车中关键技术之一，它可以有效控制电池的温度，确保电池的正常工作，减少污染排放和消耗能源。动力电池包热失控技术的研发始于20世纪90年代，当时研究者主要集中在提高电池组温度和提高能量利用率上。在此期间，电池热管理技术也取得了很大的进步，特别是在冷却系统，电池包材料和温度监测技术方面取得了重大突破。

动力电池在新能源汽车上的应用已经得到了大规模的发展，动力电池的使用提供了更高的能源利用效率，更低的环境污染。然而，随着动力电池的发展，也出现了许多新的问题，其中最严重的问题之一是动力电池发生的“热失控”问题。动力电池的“热失控”是指动力电池的温度超过其安全操作范围，导致其受损甚至爆炸。在新能源汽车上，“热失控”问题极具危险性，它可能会对汽车和乘客造成极大的安全风险，因此必须采取一系列有效措施来解决这一问题。

温度对动力电池的影响机理

锂电池中的磷酸铁锂电池和三元锂电池具有能量密度高、工作温度范围广、循环寿命长和安全可靠的优点，被广泛用于新能源汽车的动力电池。但锂电池在充放电过程中产生可逆反应热、欧姆热、极化热和副反应热，电池的发热量主要受其内阻及充电电流的影响。工作温度过高一方面使长期处于低电位的阳极还原电解液，造成活性锂离子的损失， 导致电化学性能的下降；另一方面，高温导致阳极还原电解液的副反应增加，反应的无机产物沉积在阳极表面，阻碍锂离子的脱嵌，加速电池的老化。研究表明， 当电池工作温度超过40℃后，每增加10℃，电池的循环寿命就会减半。电池组在新能源汽车电池仓内排列紧密，单体电池产生的热量累积使电池组内部出现温差，导致单体电池衰

(资料图片)

减速率不同，破坏电池组的同一性，电池组性能降低。电池的温度与充放电电流呈正相关，当小电流充放电时，电池组的最高温度位置在其中间不易与外界发生热交换的位置， 当大电流充放电或极耳结构设计不合理时，电池组的最高温度在极耳处。温度过低时电化学反应速率降低，还可能在阳极形成“锂枝晶”，刺穿隔膜与阴极连接造成短路，甚至引起电池的爆炸。因此，根据动力电池的特性和工作环境合理设 计电池散热系统， 不仅可提升整车续航性能， 也可提升整车的安全可靠性。

基于热失控机理，清华大学电池安全实验室发展了动力电池热失控主动安全防控技术——电池充电析锂与快充控制、电芯内短路与电池管理、单体电芯热失控与热设计，在前面几种防控措施失效情况下，还有最后一关就是系统层面的防控，即电池系统热蔓延与热管理。

热失控蔓延防控技术研究现状

部分电池包生产商会通过填充物实现隔离来防止热失控蔓延。隔离的目的是阻断传播，它包括电池包内的隔离，电池包外的隔离。电池包内的隔离包括利用纵横梁对模组进行隔离，利用耐火隔热材料填充进行隔离。根据分析可大致分为以下两种：

一、这些结构要能够耐高温，导热率越低越好；同时，在各自区域的电池箱下壳体底部和侧面均设置有云母纸，要求耐温500-800℃高温，阻燃UL94V-0。

二、采用耐火隔热材料，在动力电池包与车辆之间建立隔热屏障，延缓电池箱高温扩散至乘客舱。

被动防护的很大一部分工作是传递给零部件企业或材料企业，他们需要提供好的防爆产品和耐火隔热材料。动力电池包层面重要的工作则是构建一个有效的防护系统，将各种方案和技术配置一个最适合自己的设计。而广州市绿原环保材料有限公司研发的德耐隆改性耐火隔热毡成本更低效果更好的抑制热失控蔓延。

德耐隆改性耐火隔热毡材料能在各种电子设备和汽车应用中脱颖而出，并且能应对大容量动力电池系统和其他部件的设计和生产的挑战，主要归功于以下特点：

•产品密度150kg/m³（GB/T5480-2008）

•长期服务温度 -200℃至1200℃ （GB/T17430-1998；ASTM C 447）

•压缩强度（变形10%:≥67kPa；变形25%:≥250kPa）

•产品憎水率≥98%（GB/T10299-2011）

•导热系数不高于0.02W/m.k（GB/T10295-2008；ASTM C 447）

•加热线收缩率＜2%@650℃（ASTM C 356）

•燃烧等级 A级（GB 8624-2012）

该产品由二氧化硅及陶瓷纤维毡复合制备而成，产品内部具有纳米级 空隙可以减慢热传导，提供最低的热传导值,抗热冲击性优异。该纤维毡能够在压缩70%后完全回弹，能够承受自身重量的数千倍的重压而不发生碎裂，过千次压缩循环测试后仍具有很好的回弹性。更重要的是，这种纳米氧化硅纤维毡能够在1500℃丁烷火焰和液氮中保持良好的柔性，长期使用温度为1200℃。高温下稳定性好，不脆裂。可作为高温隔热密封垫，阻隔热短路，熔融金属处密封垫,隔离(防烧结)材料领域。

基于相变材料的抑制电池组高温热失控而填充制备了热响应、超强、超薄（1mm）的柔性德耐隆改性耐火隔热毡复合材料，用于分级抑制电芯之间热失控蔓延。改性耐火隔热毡中的改性材料在正常条件下具有可靠的导热性，在高温下具有较高的热灵敏度。热失控产生后随着电芯的高温会引起德耐隆改性耐火隔热毡的汽化，伴随吸收大量的热量，并释放大量的灭火剂。

改性材料释放后剩余的德耐隆改性耐火隔热毡，具有超低的热导率小于（0.02W/m.k），可以继续阻止热量电芯之间传递，在一定程度上抑制系统级的热失控。因此，带有这种改性耐火隔热毡的电池组在正常工作温度下显能够正常热管理，并且在异常条件下具有很高的阻断热失控的能力。此外，它具有可批量化生产、加工性能好、触发温度可调等特点，可用于制造一系列先进、安全、耐用的改性耐火隔热毡。其应用领域甚至可以扩充到油罐应急材料、空间探测和消防设备等。

德耐隆（Telite）是电池包热管理中的一种复合相变材料，其产品和技术可应用于各种电池包中，其应用已经在电池包热管理方面取得了成效。德耐隆的热管理材料有效地避免电池包过热。它支持多种冷却方式，可以有效地提高电池包的热稳定性，不仅可以防止过热，还可以提高电池的续航能力。

德耐隆的热管理材料提高电池包的可靠性。德耐隆的热管理技术可以确保电池包的正常工作，有效地降低发生过热故障的概率，延长电池包的使用寿命，提高电池包的可靠性。德耐隆的热管理材料可以节约安装空间。相比传统冷却技术，德耐隆的热管理技术具有更低的总体外形尺寸，可以在更小的空间内安装，有效地节约安装空间。

综上所述，德耐隆的热管理材料在电池包热管理中发挥了重要作用。它可以有效地避免电池包过热，提高可靠性，同时节约安装空间，从而提高电池的可靠性和使用寿命。

德耐隆在动力电池中起到什么作用？

德耐隆（Telite）能够有效地预防和控制动力电池热失控，使热失控不受外部因素的影响而发生危害。首先，德耐隆（Telite）可以准确测量动力电池的温度，并将测量结果及时输出，从而使得外部温度不会过热，从而有效地控制热失控。此外，德耐隆（Telite）还可以有效阻断电芯之间的热传导，确保系统温度保持在安全的范围内，从而有效地控制热失控。

德耐隆在动力电池表面形成一层抗热面层，有效阻止动力电池过热，从而有效防止热失控发生。德耐隆利用散热物料的高热导率将动力电池的热量快速散发出去，控制动力电池的电流以及使用热散热物料等方式，有效地预防和控制动力电池热失控，从而防止动力电池过热。

为了实现热失控蔓延的延迟或者阻断，也可以通过蜂窝式单独腔体结构或仿熔断器的镍带设计等方式来防止热失控蔓延，这是目前比较常用的解决方案。考虑到成本和电池包体积重量问题和需要主动性抑制电芯与电芯间的热传递，我们需要一种更轻薄更高效的材料介入。在电芯与电芯之间的热传递过程中，热触发的德耐隆改性耐火隔热毡会被释放，材料本身的超低热导率及良好的柔性和1500℃以上的高耐温等级使其有效地抑制隔断温度的传递，从而抑制了电池组件的着火蔓延。

利用德耐隆改性耐火隔热毡来实现热触发的吸热、灭火和隔热。基于德耐隆改性耐火隔热毡的多孔特性和内部具有纳米级空隙可以减慢热传导，提供最低的热传导值，抗热冲击。德耐隆改性耐火隔热毡的耐高温性能和超低热导率（0.02W/m.k）对电池热失控蔓延过程影响较大。通过对热失控传播过程的分析,我们发现在德耐隆改性耐火隔热毡热管理条件下，热失控具有“局部性”的特点，德耐隆改性耐火隔热毡能够保护电池模组内的电芯之间不受热失控产生的高温的影响。

标签： 隔热材料 安装空间 工作温度 的可靠性