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文件名称:隔热片热防护性能试验方法 编制说明.pdf
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总页数:10 页
更新时间:2025-08-14
总字数:约9.56千字
文档摘要

《隔热片热防护性能试验方法》编制说明

一、概述

随着我国新能源汽车产业的快速发展,动力电池的安全性越来越受到重视。在动力电池

的被动安全防护技术中,隔热片起到了至关重要的作用。在多组单元电池之间,使用能够实

现隔热、缓冲作用的隔热片,可以限制热量与冲击的传递,为整个电池组提供防护,阻断链

式反应,极大地提高了电池组的安全性。

传统隔热片的种类主要有云母片、陶瓷纤维纸、硅胶等,而目前市场上普遍使用的高性

能隔热片以气凝胶复合材料为主。气凝胶复合材料是指气凝胶与纤维基材复合而成的材料,

具备耐高温、耐压且弹性好的特性,最重要的是其具有很低的导热系数,薄薄一层(1mm)

即可实现较好的隔热性能,在实现安全性的同时节省了大量宝贵的空间和实现轻量化。除了

气凝胶,目前隔热片材料发展还呈现百花齐放的局面,纳米微孔材料、相变材料、真空绝热

板隔热片也不断涌现。

与传统的绝热材料应用不同,隔热片的使用目的不是在日常温差环境下长期使用实现节

能减排,而是在短时间温度快速上升、压力传递的极端条件下,实现热量的隔绝作用。在隔

热片的整个使用寿命中,大多数没有机会起到任何作用,即使是少部分在热失控的情况发生

后,也是在短时间内就完成了使命。

可以看出,隔热片的使用目的和方式与工业建筑保温完全不同,是一种全新的应用场景。

但其仍然完全符合绝热材料的定义:“用于减少热传递的一种物质”(来源:GB/T

4132-2023/ISO9229:2020《绝热术语》)。所以,我们将这种在热失控条件下使用的材料

称之为热防护用绝热材料。热防护用绝热材料的应用其实早已有之,例如防火封堵、防排烟

风管等领域。但之前用户往往侧重于评价材料的耐温性或耐火极限等性能,对材料在热失控

条件下的隔热性能并没有相关的测试方法国家标准。

为了提升电池的安全性,同时节省宝贵的空间和重量载荷,使用高性能隔热片成为电池

与新能源汽车厂商的共识。但目前隔热片种类众多,各企业之间产品性能差异大,产品性能

的稳定性也需要进行逐批检验确认,所以在产业发展初期,各企业纷纷建立了自己的评价方

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法和设备。但这些方法和设备差异大,结果也不具有可比性,造成了技术壁垒与交流困难,

也提升了测试和沟通的成本,限制了新材料的研发与应用。目前各电池厂商、检测机构会使

用电池过充或穿刺的方法进行测试,这种方法优点是可以实际观察电池在热失控情况下的实

际状况;缺点是价格昂贵且较为危险,对实验室要求较高,且锂电池热失控状态存在一定的

随机性,对结果也会有较大影响。对于隔热片性能评价来说,这种方法过于昂贵且并不完全

适用。

传统的绝热材料导热系数测试方法不适用于隔热片的性能测试。目前我国常用的导热系

数测试方法GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》(等同

采用ISO8302:1991)是一种经典的稳态传热测试方法,适用于材料各温度导热系数、热阻

的测定,也适用于气凝胶等材料。但热失控条件下的传热与传统的工业设备管道的保温完全

不同。传统的工业保温基本是一种稳态传热状态,即热面温度与环境温度的温差趋势基本一

致。而在热失控这个短暂的过程中,隔热片面临的是一种单面快速升温,并伴随压力、释气

的传热过程。在过程中,隔热片本身在高温下也会有一定的释热,呈现了一个非稳态的、更

为复杂的传热过程。在这种非稳态传热过程中,不只是材料的导热系数,温度压力变化速率、

热容量、释热等都会对过程有很大的影响。所以,防护热板法仅能测得材料的导热系数,无

法适用于隔热片在热失控条件下隔热性能的评价。

《国家标准化发展纲要》中提出,加强关键技术领域标准研究,在新材料等应用前景广

阔的技术领域,同步部署技术研发、标准研制与产业推广,加快新技术产业化步伐。目前动

力电池用隔热片产业已经发展到了一定阶段,应建立统一的国家标准体系。

综上所述,我们需要一种科学合理、重复性再现性好、测试过程快速且成本低的全国统

一的测试方法。

二、工作简况

基于以上情况,全国绝热材料标委会开展了相关行业需求和测试方法的调研工作,并将

动力电池用隔热片在热失控条件下的隔热性能命名为“抗热冲击性能”,采用了目前市场上

较为成熟的技术方案,编写了草案并申报了国家标准《隔热片抗热冲击性能的测定》的制定

计划。2024年,国标委发【2024】28号文“202