近日，在第十四届储能国际峰会暨展览会上，南京工业大学沈晓冬教授团队展示了一款革命性新材料——全球首款可耐受1300℃高温的新能源锂离子电池用高热阻气凝胶隔热片。这款材料仅A4纸大小、硬币厚度，却能在关键时刻成为守护生命的安全屏障。
沈晓冬团队研发制造的全球首款可耐受1300℃高温的新能源锂离子电池用气凝胶隔热片。
据沈晓冬介绍，锂离子电池作为新能源汽车和储能系统的“心脏”，一旦发生热失控，单个电芯的温度可能在几秒内急剧攀升，甚至引发爆炸。因此，迅速阻断高温向相邻电芯传递显得尤为重要。气凝胶隔热片就像电芯间的“防火墙”，能够有效延缓热扩散，为安全争取宝贵时间。
经过20多年的努力，沈晓冬团队通过调控气凝胶网络结构、提升干燥技术、优化加工工艺，将气凝胶隔热片的耐温性从最初的650℃提升到如今的1300℃，热隔绝时间延长至2小时。目前，这些“安全卫士”已广泛应用于高温窑炉、航空航天领域，以及宁德时代、比亚迪、阳光电源、小米汽车等企业的动力电池中。
气凝胶是一种轻质绝热材料，其纳米颗粒编织的立体网络结构中，约99%的空间由空气填充。沈晓冬指出，这种结构使气凝胶的热导率比空气还低，堪称材料界的“隔热之王”。然而，早期气凝胶的耐温性仅为300℃，远低于锂离子电池热失控时的650℃至1000℃高温。面对这一挑战，沈晓冬团队迎难而上，通过多次实验和优化，最终实现了突破。
团队核心成员崔升和孔勇在实验中发现，通过调整催化剂的酸碱度，可以显著提升气凝胶的耐温性和隔热性能。最终，他们成功研发出厚度仅2.3毫米的气凝胶隔热片，可在一面承受1000℃高温5分钟后，另一面温度仍不超过100℃。
沈晓冬团队制备的气凝胶材料。
在制备过程中，团队还攻克了超临界干燥技术的难题。通过优化干燥工艺、设计柔性透气隔网、控制干燥釜内压力，他们大幅提升了生产效率。此外，团队开发了一套酒精回收工艺，使乙醇回收率超过99.5%，原料成本降低了一半以上。
为解决气凝胶在实际应用中的脆性问题，团队借鉴硅橡胶的分子构型，通过“敲除”纳米孔网格的部分连接节点，使气凝胶具备弹性压缩超90%的性能，同时保持结构和性能的稳定性。
目前，沈晓冬团队已研发出碳化硅、氮化硅、氮化铝、氮化硼等多种耐高温气凝胶隔热材料。江苏珈云新材料有限公司预计2025年实现销售收入2亿余元。随着“十五五”规划纲要提出加快新能源、新材料等战略性新兴产业发展，沈晓冬表示，团队将继续推动气凝胶隔热材料从“高端选配”走向“主流必配”，并探索其在消防、商业航天、太空算力等领域的应用。
