氣凝膠是目前已知的輕的固體材料,因其具有納米多孔結構(1~100nm)、低密度(1~500kg/m3)、低介電常數(1.1~2.5)、低導熱系數(0.013~0.025W/(m · K))、高孔隙率(80~99.8%)、高比表面積(200~1000m3/g)等特點,在力學、聲學、熱學、光學等諸方面顯示出獨特性質,在航天、軍事、交通、通訊、醫(yī)用、建材、電力、冶金等眾多領域有著廣泛而巨大的應用前景,被稱為“改變世界的神奇材料”。
二氧化硅氣凝膠是迄今為止保溫性能好的材料,其孔徑尺寸低于常壓下空氣分子平均自由程,因此在氣凝膠孔隙中空氣分子近似靜止,從而避免了空氣的對流傳熱,而氣凝膠極低的體積密度及納米網絡結構的彎曲路徑也阻止了氣態(tài)和固態(tài)熱傳導,趨于“無窮多”的空隙壁可以使熱輻射降至低。這三方面共同作用,幾乎阻斷了熱傳遞的所有途徑,使氣凝膠達到其他材料無法比擬的絕熱效果,甚至遠低于常溫下靜態(tài)空氣0.025W/m·K的導熱系數,達到0.013W/m·K以下。
氣凝膠主要用于高溫油氣管線保溫:如稠油開采的地面高溫注汽管線保溫,煉化裝置、介質管線的保溫等,一般溫度在200℃~650℃之間。另外,為了防止輸送油氣的管道發(fā)生凝管或者冰堵事故,尤其在冬季或者氣候寒冷的高緯度地區(qū),管道運營公司亦需要對輸送介質進行加熱并對管道進行保溫。
氣凝膠可用于動力電池防護及整車防護:目前鋰電池的工作溫度范圍為 -20℃-60℃ ,若沒有合適的散熱方案,外部加熱、過充、內短路等容易導致鋰電池熱失控 ,進而可能引發(fā)電動汽車起火、爆炸等事故。而溫度過低又會導致電動車的續(xù)航里程降低,并有可能對電池產生損害。
上海聯(lián)凈的干法技術干法電極技術榮獲了全國顛覆性技術創(chuàng)新大賽優(yōu)秀獎,通過工藝革新、材料創(chuàng)新和設備自主研發(fā),實現了低成本、高性能的干法氣凝膠材料制造,通過專利布局(已申請近200項專利)和產學研合作(成立院士專家工作站),成為國內干法技術的領軍企業(yè)。
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