甬派客户端记者 孙佳丽
浙江葆润研发全球首创热失控防护材料,提高锂电池安全性,已应用于超150万辆新能源汽车。
甬派君有话说
新质生产力是我国在新一轮科技革命和产业变革中“变道超车”的根本动力。
作为宁波培育新质生产力主阵地和高质量发展主引擎,宁波高新区按照“又高又新”的战略要求,全面打造科技创新策源地、成果转化首选地、数字经济发展新高地、青年人才集聚地,争创世界一流高科技园区。
甬派推出“寻找向‘新’力”系列报道,讲述高新区高水平创新型人才和企业向“新”而行的故事。
“太阳暴晒后会不会起火”“充电时会不会有安全隐患”……随着新能源汽车走进千家万户,此类电池安全相关问题常被消费者提及。
这些问题很早就被一家宁波企业关注、研究。
“单体电芯热失控后5分钟,电池不起火,这是国家标准。我们可以让整组电池在2000摄氏度高温冲击下,30分钟内不起火不爆炸。”浙江葆润应用材料有限公司总经理丁凯说。
这份底气,来自浙江葆润在全球首创的热失控防护材料——MK系列材料。用该材料打造的单层“金钟罩”,可以将电池电芯牢牢罩住,大大提高锂电池的安全性。
浙江葆润生产线。本文图片均由受访者提供
电池可分为动力电池、储能电池等。其中,车用动力电池是新能源汽车的核心部件,也是容易出现安全隐患的地方。
事故撞击、雨水浸泡、老化短路、过充过放等,都有可能让电池内电芯过热失控。
目前,主流的防护材料是云母,但云母较脆,热失控情况下很容易被烧穿,还容易掉粉,污染电芯。
丁凯认为,用云母做出的“金钟罩”,并不牢靠,且在研发能力和技术及工艺创新等方面有着较高的进入壁垒,于是他把主意打到了航天材料上。
2019年,他列出理想中材料的指标,接连拜访了国内好几家知名科研院所。
“院所提供基础框架,我们组建研发团队,在框架中钻研出一个个配方,用1500摄氏度的氧乙炔火焰一个个测试,慢慢优化方案,每天光燃油就要烧掉好几瓶。”丁凯笑言。
第二年,MK系列材料开始量产。
该材料采用航天领域的高分子复合技术,将有机硅橡胶与特种纤维等各类增强材料高效复合,通过硅橡胶改性,最终形成拥有优越防火焰烧蚀性能的陶瓷化材料。
该材料制作的软壳薄约1mm,一旦遭受高温火焰冲击,表面会迅速变为硬度极高的“金钟罩”。若单个电芯热失控,高温烟气、电解液从电芯防爆阀喷出的瞬间就会被拦截。
尽管是高达2000摄氏度的高温冲击,这个“金钟罩”也能坚持30分钟不被烧穿,为司机和乘客预留足够的安全逃生时间。
浙江葆润生产线。
针对电池安全,浙江葆润放出的大招还有很多。
“车用动力电池往往由数百乃至数千个电芯组成,这意味着,一辆车内就存在成百上千个热失控风险点。某个电芯过热会引发其他电芯连锁反应。”丁凯说。
要防止“火烧连营”,浙江葆润给出的方案是在每个电芯之间插入特殊的电芯隔热材料,搭建一个个小小的隔间,就算某个电芯“暴躁”了,也会老老实实待在自己的隔间内。
丁凯现场展示了一下,尽管下方有300摄氏度的火焰灼烧着,隔着材料,手心感受不到一点火焰温度。
电池怕火,也怕水。
动力电池的运行需要满足一定的湿度条件,但外部水汽常通过电池的密封阀进入电芯内部,带来安全隐患。浙江葆润自主研发的一系列HCCF™材料攻克的,正是这一难题。
这款材料看起来平平无奇,甚至有几种看起来像干燥剂,却能高效控制水汽含量。
湿度过大时,能吸收水汽,湿度过低时,该款材料能放出水汽,双向可逆,可循环使用超过15年,并实现进口替代。
浙江葆润产品。
上述成果的落地应用,浙江葆润只花费了短短五年时间。
如今,该企业已成长为全球领先的新能源电池热失控管理材料供应商。
无论是动力电池,还是储能电池,这些材料大有用武之地。光是新能源汽车领域,全球已有超过150万辆新能源汽车装配了浙江葆润的材料。
但对丁凯而言,这只是起点。
“我们在全球首创的陶瓷纤维纳米复合材料虽还处于中试阶段,却已被知名电池厂商看中,而且将被国内知名储能企业定点采购。这款材料可称作热蔓延抑制材料的‘升级版’,用以替代价格昂贵的气凝胶。”丁凯说。
他的愿望很大,希望在全球大部分新能源汽车、充电桩以及储能电站等,看到浙江葆润的身影。
路虽远,行则将至。
编辑:肖勇 审核:胡琳芸