气凝胶可能有助于防止电动汽车电池火灾蔓延：NPR

Aspen Aerogels 技术服务副总裁约翰·威廉姆斯 (John Williams) 表示，尽管如此，电动汽车 (EV) 在全球范围内仍然越来越受欢迎，“每辆汽车内都装有数百甚至数千个锂离子电池，这是电动汽车最密集的方式之一。”我们知道用电池储存电能，但它们需要权衡。”

其中一个权衡是，锂离子电池时不时地会着火，如果​​允许燃烧，可能会点燃周围的物体。

这就是为什么能源部最近向 Aspen Aerogels 提供了 6.706 亿美元的贷款，用于在佐治亚州建造一家新工厂。联邦政府希望该公司正在开发的技术将有助于遏制电动汽车火灾。

一种飘逸、近乎神奇的材料

当电动汽车中的电池变得太热时，可能会导致所谓的热失控。威廉姆斯说：“在出现某种缺陷的情况下，在适当的情况下，温度会不断升高，直到最终电池着火。”

威廉姆斯说，汽车中的锂离子电池比内燃机更不易着火，但燃烧温度更高，也更难扑灭。 “因此，车辆设计师的目标是，在最坏的情况发生时，给乘客足够的时间离开车辆、离开道路、离开车辆，”他解释道。

这就是气凝胶可以提供帮助的地方。威廉姆斯称其为世界上最好的隔热材料。它是一种类似于一块非常轻但坚硬的明胶的物质。这并不新鲜，但技术在不断改进。

“这是一种非常飘逸的材料，”阿斯彭气凝胶首席技术官乔治·古尔德说。 “它非常精致。你可能会说它们有点半透明。这种材料有烟熏的外观。”

在该公司位于马萨诸塞州诺斯伯勒（波士顿以西约 35 英里）的研究实验室里，古尔德举着一块大致冰球形状的气凝胶。 “那部分可能 99% 是空气，”古尔德说。其余部分是一种极其多孔的材料，主要由硅和氧组成。

该公司的化学家艾琳·梅尔尼科娃 (Irene Melnikova) 详细介绍了这种材料的制造过程。她采用两种液体（再加工的有机硅材料和酒精），将它们混合，然后将混合物倒在一块吸收液体的纤维材料上。一分钟之内，它就凝固了。

“这太棒了，”她说。 “你有一种液体，它是液体。之后，你就有了固体。”这种固体有一个相当有用的特性：“它可以在高温下生存并保护材料免受热影响，”梅尔尼科娃说。

古尔德说：“这种组合在一起形成了一种灵活的隔热材料，它非常适合防止热量从隔热层的一侧传递到另一侧。”

工程师 Matt Gwin 展示了这种耐高温能力。在实验室中，一块几毫米厚的气凝胶材料被拉紧在金属框架内。这是目前通用汽车、丰田、本田和其他公司生产的某些车辆内的电动汽车电池的锂离子电池之间放置的东西。

格温转动几个旋钮，使丙烷流动并点燃。一股温度约为 2000 华氏度的火焰向外喷发。

另一边没有火焰出来。没有证据表明有任何东西正在燃烧。 “我们材料的秘密在于它传递能量的速度非常缓慢，”古尔德说。

一两分钟后，格温扑灭火焰，古尔德立即接触气凝胶材料。它完好无损，只感觉温热——就好像不是刚刚被烫伤一样。 “这就像魔法一样，”古尔德笑着说。

技术的限制

气凝胶首先并不能防止火灾，但如果用这种材料包裹的锂离子电池着火，气凝胶可以防止火势蔓延得太远。 “将其视为防火墙，”威廉姆斯说。

Aspen Aerogels 的产品不仅仅局限于电动汽车。古尔德表示，通过改变气凝胶的制备方式，该材料可用于与液化天然气运输、炼油厂以及海底石油勘探和开采相关的管道的绝缘。 “我们有外太空和粒子物理探测器的产品，”古尔德说。 “在最具挑战性的环境中分离冷热是我们的优势。”

Amar Pradhan 就职于 Mobility Impact Partners，这是一家投资新兴交通技术的风险投资公司。他说，气凝胶只是正在开发的一种安全措施。

“根据电池起火的时间线，有不同的方法来阻止火灾，”普拉丹说。 “你可以在事情发生之前解决它，你可以在事情发生时解决它，你可以在事情已经着火之后解决它。”

需要采取一系列方法，特别是考虑到电动汽车内以及垃圾填埋场中锂离子电池的生命周期。 “通过选择更好的化学物质，你可以在几年前预防这个问题，”普拉丹说。 “你可以通过使用数据预测来提前几小时预防它。”

他表示，最终将采取各种干预措施来确保电动汽车尽可能强大和安全。