PACK制造工艺系列：电池包热失控与隔热材料技术解析

欢迎来到各位小伙伴来到“PACK制造工艺系列合集”！接下来我们将对新能源电池包零部件的材料类型、制造工艺和设计要点进行逐个分析???? ，感谢阅读和关注~

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2025年小米SU7高速碰撞后电池爆燃，3人殒命火海……

无论是新能源汽车还是储能系统，因电芯热失控导致的起火爆炸现象已经屡见不鲜了。据不完全统计，2024年全球超30%的储能电站火灾由锂电池热失控引发，而新能源汽车电池起火致死率高达70%。

电池包隔热材料作为热失控防护的关键材料，如何起到热阻隔作用？有哪些类型的材料可供选择？

01 热失控与热阻隔

锂电池火灾往往燃烧迅速、火焰强度大、破坏性强，难以控制。电芯一旦发生热失控，将先后发生膨胀鼓包、冒烟、起火、燃烧，产生大量热量，温度可高达450℃~600℃。

局部高温→相邻电芯热蔓延→起火爆炸

锂电池热失控的诱因主要有三类机械滥用（碰撞挤压、穿刺等）、热滥用（高温、局部过热等）、电气滥用（过充、过放、外短路等）

热阻隔技术主要阻断热失控电池产生的热量冲击、高温烟气、火焰炙烤等对周围电池造成的热影响，切断热量传递路径，降低火灾破坏力，争取消防救援时间，避免人员伤亡。

热阻隔技术主要分为

电池管理与冷却技术监测电池组工作状态是否正常，主动采取冷却、灭火等消防应对措施

安全结构设计技术利用隔热材料阻断电芯间热失控传播

应急安全技术发生热失控后的应急消防措施（例如浸没式水消防、全氟己酮消防等）

本文主要介绍安全结构设计技术，即阻断热失控电芯产生的热量传递至相邻电芯，引发链式效应

02热阻隔材料的主要类型

目前常用的动力电池保温隔热材料有阻燃泡棉类、气凝胶毡材料、云母板、陶瓷化硅橡胶复合材料、阻燃灌封胶、真空隔热板等，电池组内隔热板是置于单体电芯之间，能够有效延缓或阻断单体电芯热失控向整个电池系统的传播的一种热防护装备。一般需要具有以下性能

（1）阻燃泡棉类

主要类型聚氨酯泡棉（PU）、EVA泡棉、硅橡胶等

通常以上述为基材，通过特殊发泡工艺制成，隔热性能良好，且具有很好的压缩性能，可以充分吸收电芯循环产生的膨胀力。

（2）气凝胶毡材料

气凝胶可以分为块体、粉末和薄膜，其突出的隔热性能来自于多孔结构。

气凝胶的孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程，因此空隙中的空气分子近似静止，从而避免了空气的对流传热。

以SiO2气凝胶为核心，复合玻璃纤维或陶瓷纤维制成的气凝胶毡材料，导热系数低至0.013–0.025 W/m·K。

气凝胶是单位体积隔热效果最优的材料，同时还具有显著的轻量化效果（气凝胶具有极低的密度，是目前已知最轻的固体材料之一，相比传统隔热材料减薄减重3-8倍）

不过，尽管气凝胶的隔热性能极为优异，但其压缩形变量有限，在应对电芯循环过程中产生的膨胀力时，缓冲吸收能力仍显不足。因此，一般会配合缓冲泡棉使用。

常见气凝胶材料性能参数

（3）云母板

主要组成云母纸（90%）与有机硅胶（10%）复合压制而成

特点

1、耐高温持续使用温度500–850℃，间歇达1050℃

2、绝缘性击穿强度≥20 kV/mm，体积电阻率＞10¹ Ω·cm

3、机械强度抗弯强度＞200 MPa，耐化学腐蚀

应用位置云母板常用于模组和箱盖之间，防止电芯发生热失控后，从防爆阀中喷出的高温烟气熔穿箱和损伤模组结构件。

（4）阻燃灌封胶

对于圆柱电芯PACK，由于电芯最大面为圆柱形，因此也常用阻燃灌封胶作为隔热材料。例如，特斯拉动力电池包采用灌封胶填充圆柱电池间的空隙，起到避免电芯间传热、提高对冲击的稳定性，提高池包整体的热稳定性和机械稳定性。

主要组成基材、固化剂、阻燃添加剂、填料（提高强度和耐磨性）

特点

优良的阻燃性能可达UL94 V-0级，燃烧时碳化隔绝氧气

良好的电气绝缘性能体积电阻率≥1×10¹ Ω·cm，介电强度≥20 kV/mm

粘接强度高、抗冲击性能好、耐热性能

原文标题:PACK制造工艺系列电池包热失控与隔热材料技术解析