工商業(yè)儲(chǔ)能憑借其優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)火爆出圈，政策利好、裝機(jī)增速迅猛、投資火熱，各種優(yōu)異的材料與技術(shù)也都在工商業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域展開(kāi)了應(yīng)用，而曾經(jīng)助力我國(guó)“祝融號(hào)”火星探測(cè)器克服1200℃高溫登陸火星的氣凝膠便是其中之一...

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“祝融號(hào)”火星探測(cè)器上的氣凝膠戰(zhàn)衣

2021年5月，中國(guó)籍“祝融號(hào)”探測(cè)車(chē)在火星成功著陸并進(jìn)行信號(hào)回傳，由此揭開(kāi)了我國(guó)航天探索的新篇章。然而，“祝融號(hào)”在研發(fā)設(shè)計(jì)階段時(shí)卻遇到了巨大難題，從地球到火星，“祝融號(hào)”溫度變化區(qū)間從-55℃到1200℃，溫差接近1300℃，這是冰與火的極限挑戰(zhàn)。

經(jīng)過(guò)多輪測(cè)試驗(yàn)證，一種名為“氣凝膠”的新材料進(jìn)入科研人員的視線(xiàn)并被選中制成“祝融號(hào)”的“戰(zhàn)衣”奔赴火星...

作為一種新型高效的保溫隔熱材料，氣凝膠是目前已知的導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料，具有很長(zhǎng)的使用壽命，它的隔熱性能非常優(yōu)異，還有非常好的機(jī)械強(qiáng)度。

在二十萬(wàn)倍的掃描電鏡下，氣凝膠呈現(xiàn)納米級(jí)網(wǎng)狀骨架，體積超過(guò)99%的孔隙全部由空氣填充?？諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，被網(wǎng)限制的空氣在氣凝膠內(nèi)無(wú)法流動(dòng)。以致氣凝膠的導(dǎo)熱率比空氣還低，它無(wú)可厚非地成了隔熱材料界的超級(jí)明星。

氣凝膠特性/Characteristicofaerogel

極致隔熱保護(hù)：氣凝膠能以較小的面積提供足夠的隔熱保護(hù)，且其高比表面積也使其能夠有效地阻擋外部的輻射熱，并減少熱傳導(dǎo)。

優(yōu)異的絕緣性能：氣凝膠的孔隙率通常在90%以上，孔徑在10納米到100納米之間，可以有效地阻止熱量和電子的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)很好的絕緣效果。

憎水率與長(zhǎng)壽命：氣凝膠使用壽命約為傳統(tǒng)保溫材料的4 倍左右，同時(shí)具有優(yōu)異的防水效果，其憎水率達(dá) 99%以上。

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氣凝膠在高性能儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用

氣凝膠被譽(yù)為改變世界的材料，已被列為我國(guó)基礎(chǔ)型前沿性材料之一。在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域氣凝膠憑借其優(yōu)良的保溫隔熱性能，成為儲(chǔ)能電池隔熱阻燃的高性能“防火墻”。

與傳統(tǒng)保溫材料相比，氣凝膠絕熱氈的保溫性能是傳統(tǒng)材料的 2-8 倍，在儲(chǔ)能單體電芯發(fā)生熱失控時(shí)，在電池單體之間、電池模組之間的氣凝膠通過(guò)發(fā)揮其高溫下極為優(yōu)異的隔熱性能，阻隔大量熱量傳遞至鄰近電芯和模組，極大降低了設(shè)備熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，也增加了系統(tǒng)故障切斷時(shí)間。

同時(shí)，由于電池的性能會(huì)受溫度影響，在冬季溫度過(guò)低時(shí)電池充電慢、耗電快，氣凝膠也能把儲(chǔ)能電池溫度維持在一個(gè)合適范圍，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)冬季低溫環(huán)境下的安全高效運(yùn)行。

夾在電芯中間的氣凝膠隔熱片

此外，在電化學(xué)儲(chǔ)能運(yùn)行過(guò)程中受冷熱交替影響易形成冷凝水，造成電路安全隱患，而氣凝膠憑借其高達(dá)99%的憎水性及長(zhǎng)壽命，能在長(zhǎng)期使用過(guò)程中保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和隔熱效果，更能適應(yīng)電化學(xué)儲(chǔ)能10年以上周期的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)。

根據(jù)開(kāi)源證券研究所2023年數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)保溫隔熱方案的成本約為126元/平米，而采用氣凝膠方案的成本約為212元/平米，在同等面積下，氣凝膠相較于傳統(tǒng)方案成本高出約68%。

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氣凝膠——開(kāi)勒4重安全防護(hù)之一

安全是最大的效益，事故是最大的成本。開(kāi)勒新能源科技（上海）有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“開(kāi)勒能科”）始終將安全工作作為第一要?jiǎng)?wù)，開(kāi)勒工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品騏驥233在研發(fā)之初便設(shè)計(jì)了多重安全防護(hù)，氣凝膠便是是開(kāi)勒多重安全防護(hù)手段之一。

而此之外，開(kāi)勒還為儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)了PACK級(jí)獨(dú)立消防模塊，系統(tǒng)級(jí)獨(dú)立消防系統(tǒng)，以及云平臺(tái)溫度安全監(jiān)測(cè)防護(hù)設(shè)計(jì)，配合全液冷散熱系統(tǒng)，共同守護(hù)儲(chǔ)能設(shè)計(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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審核編輯 黃宇