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开勒工商业储能率先采用“祝融号”火星探测器同款隔热材料

发布时间:2023-09-05 16:51:00|来源:网络|阅读量:4984|会员投稿

工商业储能凭借其优异的经济效益,近年来火爆出圈,政策利好、装机增速迅猛、投资火热,各种优异的材料与技术也都在工商业储能领域展开了应用,而曾经助力我国“祝融号”火星探测器克服1200℃高温登陆火星的气凝胶便是其中之一...

“祝融号”火星探测器上的气凝胶战衣

2021年5月,中国籍“祝融号”探测车在火星成功着陆并进行信号回传,由此揭开了我国航天探索的新篇章。然而,“祝融号”在研发设计阶段时却遇到了巨大难题,从地球到火星,“祝融号”温度变化区间从-55℃到1200℃,温差接近1300℃,这是冰与火的极限挑战。

经过多轮测试验证,一种名为“气凝胶”的新材料进入科研人员的视线并被选中制成“祝融号”的“战衣”奔赴火星...

作为一种新型高效的保温隔热材料,气凝胶是目前已知的导热系数最低、密度最低的固体材料,具有很长的使用寿命,它的隔热性能非常优异,还有非常好的机械强度。

在二十万倍的扫描电镜下,气凝胶呈现纳米级网状骨架,体积超过99%的孔隙全部由空气填充。空气是热的不良导体,被网限制的空气在气凝胶内无法流动。以致气凝胶的导热率比空气还低,它无可厚非地成了隔热材料界的超级明星。

气凝胶特性/ Characteristic of aerogel

极致隔热保护:气凝胶能以较小的面积提供足够的隔热保护,且其高比表面积也使其能够有效地阻挡外部的辐射热,并减少热传导。

优异的绝缘性能:气凝胶的孔隙率通常在90%以上,孔径在10纳米到100纳米之间,可以有效地阻止热量和电子的传输,从而实现很好的绝缘效果。

憎水率与长寿命:气凝胶使用寿命约为传统保温材料的 4 倍左右,同时具有优异的防水效果,其憎水率达 99%以上。

气凝胶在高性能储能领域的应用

气凝胶被誉为改变世界的材料,已被列为我国基础型前沿性材料之一。在电化学储能领域气凝胶凭借其优良的保温隔热性能,成为储能电池隔热阻燃的高性能“防火墙”。

与传统保温材料相比,气凝胶绝热毡的保温性能是传统材料的 2-8 倍,在储能单体电芯发生热失控时,在电池单体之间、电池模组之间的气凝胶通过发挥其高温下极为优异的隔热性能,阻隔大量热量传递至邻近电芯和模组,极大降低了设备热失控的风险,也增加了系统故障切断时间。

同时,由于电池的性能会受温度影响,在冬季温度过低时电池充电慢、耗电快,气凝胶也能把储能电池温度维持在一个合适范围,保障储能系统冬季低温环境下的安全高效运行。

夹在电芯中间的气凝胶隔热片

此外,在电化学储能运行过程中受冷热交替影响易形成冷凝水,造成电路安全隐患,而气凝胶凭借其高达99%的憎水性及长寿命,能在长期使用过程中保持稳定的结构和隔热效果,更能适应电化学储能10年以上周期的运行时长。

开勒骐骥233全液冷储能柜

根据开源证券研究所2023年数据,传统保温隔热方案的成本约为126元/平米,而采用气凝胶方案的成本约为212元/平米,在同等面积下,气凝胶相较于传统方案成本高出约68%。

气凝胶——开勒4重安全防护之一

安全是最大的效益,事故是最大的成本。开勒新能源科技(上海)有限公司(简称“开勒能科”)始终将安全工作作为第一要务,开勒工商业储能系统产品骐骥233在研发之初便设计了多重安全防护,气凝胶便是是开勒多重安全防护手段之一。

开勒储能4重安全防护

而此之外,开勒还为储能系统设计了PACK级独立消防模块,系统级独立消防系统,以及云平台温度安全监测防护设计,配合全液冷散热系统,共同守护储能设计安全稳定运行。

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