安全，是任何行業(yè)發(fā)展的基石，離開了安全的發(fā)展將變得毫無(wú)意義。儲(chǔ)能，作為能源電力產(chǎn)業(yè)鏈極為重要一環(huán)的，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全更是儲(chǔ)能整體解決方案的重中之重。

10余年來(lái)，開勒始終將安全放在首要位置，為確保儲(chǔ)能系統(tǒng)10年期安全、長(zhǎng)效運(yùn)行，開勒工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)采用了電芯+PCS全液冷散熱設(shè)計(jì)，并設(shè)置了從電芯到系統(tǒng)的4重安全防護(hù)，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...

“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)車在火星成功著陸并進(jìn)行信號(hào)回傳，由此揭開了我國(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，環(huán)祝融號(hào)溫度變化區(qū)間從1200℃到-55℃，溫差接近1300℃，這是冰與火的極限挑戰(zhàn)。

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

氣凝膠切片

氣凝膠也叫干凝膠。其制備方法是將某種物質(zhì)與液體混合，通過溶膠-凝膠法使其膨脹，然后干燥氣體置換凝膠中的液相物質(zhì)，制成納米級(jí)多孔固體材料。作為一種新型高效的這種保溫隔熱材料，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。

20萬(wàn)倍電鏡掃描下的氣凝膠

氣凝膠特性

極致隔熱保護(hù)：氣凝膠具有極低的密度和高比表面積。這意味著氣凝膠可以在相對(duì)輕薄的情況下提供足夠的隔熱保護(hù)，而不會(huì)增加過多的重量和體積。此外，氣凝膠的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：氣凝膠的絕緣性能得益于其特殊的孔隙結(jié)構(gòu)。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。這種孔隙結(jié)構(gòu)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，傳統(tǒng)保溫材料如巖棉、聚氨酯等在長(zhǎng)期使用過程中容易吸水，一方面影響保溫效果，另一方面在吸水后由于重力作用導(dǎo)致保溫材料分布不均勻，尤其是在管道保溫的使用場(chǎng)景下，容易造成保溫材料在底部堆積，最終影響使用壽命。氣凝膠則具有優(yōu)異的防水效果，其憎水率達(dá) 99%以上

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。近年來(lái)中央國(guó)務(wù)院和發(fā)改委工信部陸續(xù)出臺(tái)了很多加強(qiáng)氣凝膠材料應(yīng)用和案例驗(yàn)證的政策，在國(guó)家政策的認(rèn)可與支持下，氣凝膠被廣泛用于石油化工、建筑、冶金、新能源汽車等領(lǐng)域。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”。

氣凝膠隔熱性能測(cè)試

與傳統(tǒng)保溫材料相比，二氧化硅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。

此外，在電化學(xué)儲(chǔ)能運(yùn)行過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)。

氣凝膠——開勒儲(chǔ)能四重安全防護(hù)之一

氣凝膠優(yōu)異的保溫、隔熱、憎水、耐腐蝕性質(zhì)是作為電化學(xué)儲(chǔ)能安全設(shè)計(jì)材料得極佳之選，而唯一缺陷在于其成本較高。

根據(jù)開源證券研究所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%。

安全是最大的效益，事故是最大的成本。開勒始終將安全工作作為第一要?jiǎng)?wù)，開勒工商業(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)，氣凝膠僅是開勒電芯級(jí)隔熱防護(hù)，長(zhǎng)期防護(hù)溫度達(dá)650℃。

而此之外，開勒還為儲(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。

開勒儲(chǔ)能4重安全防護(hù)

安全無(wú)小事，特別是對(duì)于工商業(yè)儲(chǔ)能而言，安全是以10年為周期的項(xiàng)目投資最大保障。開勒股份自從事制造業(yè)生產(chǎn)服務(wù)10余年來(lái)，始終堅(jiān)持長(zhǎng)期價(jià)值，做優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，提供讓客戶省心、安心、放心的服務(wù),讓每一次合作成為下一次的前奏！