新能源汽车市场热度持续攀升，2024年国内销量突破千万辆，渗透率逼近40%，但动力电池热失控引发的安全问题始终是行业发展的“绊脚石”。热管理系统作为电池安全的核心屏障，材料性能直接决定防护效果。科隆HL-MQ气凝胶纳米隔膜深度融合两大科研团队的前沿成果，将《SiO₂气凝胶力学及高温稳定性能研究进展》与《纳米纤维隔热材料的制备、性能与应用》中的核心技术落地转化，以超低导热、高稳定性等优势成为动力电池热管理优选，为新能源产业安全升级提供硬核支撑。

行业痛点凸显，传统材料难破技术瓶颈

动力电池在快充、高温暴晒等极端工况下的温度失控，是引发安全事故的主要诱因。国家最新实施的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》明确提出“不起火、不爆炸”的硬性标准，对热管理材料的隔热性能、稳定性和适配性提出了更高要求。 传统隔热材料如岩棉、玻璃纤维棉等，存在导热系数高（通常在0.035W/(m·K)以上）、体积大、阻燃性不足等短板。重庆科技大学田武逵等研究者在《SiO₂气凝胶力学及高温稳定性能研究进展》中指出，纯SiO₂气凝胶虽导热性能优异（导热系数低至0.013W/(m·K)），但存在致命缺陷：650℃以上环境中孔洞结构会发生塌陷，隔热性能大幅下降，且内部多孔结构导致力学性能欠佳，无法承受电池包的载荷与震动[1]。而天津工业大学赵丽丹团队在研究中也提到，传统刚性隔热材料如陶瓷瓦，因脆性大、安装复杂，易引发热应力开裂，难以适配动力电池的复杂结构[2]。这些问题导致传统材料和普通气凝胶均无法满足高能量密度动力电池的实际需求。

纤维/气复合气凝胶结构的示意图

技术创新发力，科研成果赋能产品升级

科隆HL-MQ气凝胶纳米隔膜的研发，精准攻克了行业痛点，且深度融合两大科研团队的核心技术成果，实现了从实验室到产业化的落地转化。

氧化物增强策略，破解高温稳定性难题

针对纯SiO₂气凝胶高温易失效的问题，科隆借鉴田武逵团队提出的“氧化物增强”技术路径，采用Al₂O₃-SiO₂复合体系制备气凝胶材料[3]。该团队研究表明，硅铝复合气凝胶（ASA）在1200℃高温炙烤后，比表面积仍能保留在150m²/g的较高水平，即便温度升至1400℃，比表面积仍维持在30m²/g，高温稳定性显著优于纯SiO₂气凝胶[3]。此外，Yu等研究者通过SiO₂颗粒沉积技术对ASA进行改性，制备的Si-ASA在不同温度煅烧后保持更高的比表面积，高温烧结影响相对较弱，其析出莫来石晶体的活化能高达1019.24kJ/mol，进一步证明了SiO₂沉积对提升高温稳定性的显著作用[4]。科隆HL-MQ气凝胶纳米隔膜延续这一技术逻辑，通过纳米晶组装工艺将Al₂O₃纳米颗粒分散于SiO₂溶胶液中，经高温热处理后形成稳定的三维网络结构，实测导热系数低至0.013-0.019W/(m·K)，仅为传统材料的1/5-1/3，且在800℃高温环境下仍能保持结构完整，彻底解决了普通气凝胶高温失效的难题。

核-壳结构设计，兼顾柔韧性与力学强度

传统气凝胶脆性大、易破损的问题，一直制约其规模化应用。赵丽丹团队在《纳米纤维隔热材料的制备、性能与应用》中提出“核-壳结构”设计理念，通过SiO₂包覆ZrO₂形成核壳结构（ZrO₂@SiO₂），既保留了SiO₂壳层高孔隙率、低导热的优势，又借助核层与壳层的协同作用提升材料力学性能，经1000℃处理后比表面积仍达186m²/g[5]。此类材料通过共电纺丝技术制备的多层复合纤维膜，兼具低热导率（30mW·m⁻¹·K⁻¹）、高柔韧性（100次弯折后应力保持率98%），有效解决了传统陶瓷纤维的脆性问题[6]。科隆HL-MQ气凝胶纳米隔膜深度借鉴这一结构设计，构建SiO₂基复合网络核-壳结构，同时采用田武逵团队的有机物改性策略，在SiO₂气凝胶初级粒子上枝结烷基功能性基团，阻隔Si-OH的过度缩聚，使气凝胶骨架三维网络更发散，柔韧性提升幅度达75%[7]。产品实测拉伸强度达530KPa，压缩形变仅3.6%，完全能应对电池包的安装、使用及震动场景。

多维性能升级，契合科研界核心研究方向

在安全性能上，科隆HL-MQ气凝胶纳米隔膜实现了多重防护升级，且各项性能均契合两大团队的研究共识。产品达到V0级阻燃标准，可耐受800℃以上高温，极端环境下不燃烧、不释放有毒气体，这与赵丽丹团队强调的“低热导率、高温稳定性、力学柔性协同优化”发展方向高度一致[8]。其524MΩ的强绝缘性能可有效规避短路风险，高憎水特性则呼应了田武逵团队提出的“有机基团改性增强疏水性”研究成果——Rao等研究者采用MTMS为前驱体制备的气凝胶，接触角达164°，且在540℃高温下仍能维持疏水特性[9]，科隆产品经吸潮、水浸渍等破坏测试后仍能保持完整结构和隔热性能，与该研究结论高度契合。此外，产品通过RoHS国际环保标准认证，契合“双碳”战略要求，实现了“高效隔热+绿色耐用”的双重价值。

场景适配广泛，科研落地覆盖全产业链

科隆HL-MQ气凝胶纳米隔膜的适配性覆盖动力电池全场景，无论是磷酸铁锂还是三元锂电池，无论是新能源汽车动力电池组还是大型储能电池，均能稳定发挥隔热防护作用。其0.3-5mm的可定制厚度设计，相较于传统材料厚度减少60%以上，这与赵丽丹团队研究的“多级孔隙纤维结构”理念相通——通过构建微米级纤维网络与纳米级气凝胶填充的复合体系，在不影响隔热效果的前提下，显著降低材料体积占比[10]。Dou等研究者开发的双网络结构二氧化硅纳米纤维气凝胶（BSAs），凭借多级孔隙设计实现超低热导率（21.96mW·m⁻¹·K⁻¹）和优异抗疲劳性能，科隆产品的厚度优化策略正是这一科研思路的产业化应用，可助力电池包能量密度提升5%-10%，直接延长电动汽车续航里程约20km[10]。 依托完善的定制化服务体系，科隆可根据不同电池结构需求，提供卷材、片材裁切及模切、复合等个性化加工服务，完美适配电子终端、储能设备还是智能穿戴产品。这种“按需定制”的模式，正是田武逵团队在研究中强调的“通过工艺优化实现材料微观结构调控”的产业化延伸[11]——李天赐等研究者通过选择不同硅源（MTES/DMDES），成功制备出具备微米级大孔、柔性更佳的SiO₂气凝胶，证明了工艺调控对材料适配性的重要意义[11]，科隆的定制化服务正是这一科研逻辑的实践落地，真正实现了科研成果与产业需求的精准对接。

深耕技术赋能，邀您关注获取更多科研转化动态

一直以来，科隆都秉持“用心、尽责、协作、超越”的理念，致力于将高校前沿科研成果转化为实际应用。HL-MQ气凝胶纳米隔膜的量产，不仅填补了国内高性能动力电池热管理材料的空白，更成为《SiO₂气凝胶力学及高温稳定性能研究进展》与《纳米纤维隔热材料的制备、性能与应用》两大科研成果落地的标杆案例，凭借硬核实力成为众多电池厂商和车企的合作伙伴。 当前全球动力电池气凝胶市场规模年均增速达45%，科隆将持续深耕电子新材料赛道，紧跟科研前沿迭代技术，推出更多适配新能源产业的优质产品。如果想了解更多气凝胶技术动态、科研成果转化案例和行业资讯，欢迎关注【科隆新材料】公众号或视频号，我们会持续分享干货，和大家一起见证新能源产业的安全发展。

参考文献

[1] 田武逵, 王江海, 邓小玲, 等. SiO₂气凝胶力学及高温稳定性能研究进展[J/OL]. 化工新型材料, 2026, https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2026.09.030.

[2] 赵丽丹, 吴宁, 孟娟, 等. 纳米纤维隔热材料的制备、性能与应用[J/OL]. 复合材料学报, 2026, https://doi.org/10.13801/j.cnki.fhclxb.20251215.003.

[3] 田武逵, 王江海, 邓小玲, 等. SiO₂气凝胶力学及高温稳定性能研究进展[J/OL]. 化工新型材料, 2026, https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2026.09.030.

[4] Yu H J, Tong Z W, Yue S, et al. Effect of SiO₂ deposition on thermal stability of Al₂O₃-SiO₂ aerogel[J]. Journal of the European Ceramic Society, 2020.

[5] 赵丽丹, 吴宁, 孟娟, 等. 纳米纤维隔热材料的制备、性能与应用[J/OL]. 复合材料学报, 2026, https://doi.org/10.13801/j.cnki.fhclxb.20251215.003.

[6] Yang M, Ding Y, Chen Z, et al. Layered ZrO₂/SiO₂ aerogel composite fibrous flexibility membrane for thermal insulation and sound absorption[J]. Journal of the American Ceramic Society, 2024, 107(6): 4307-4320.

[7] Rao V A, Bhagat D S, Hirashima H, et al. Synthesis of flexible silica aerogels using methyltrimethoxysilane (MTMS) precursor[J]. Journal of Colloid And Interface Science, 2006, 300(1): 279-285.

[8] 赵丽丹, 吴宁, 孟娟, 等. 纳米纤维隔热材料的制备、性能与应用[J/OL]. 复合材料学报, 2026, https://doi.org/10.13801/j.cnki.fhclxb.20251215.003.

[9] Rao V A, Bhagat D S, Hirashima H, et al. Synthesis of flexible silica aerogels using methyltrimethoxysilane (MTMS) precursor[J]. Journal of Colloid And Interface Science, 2006, 300(1): 279-285.

[10] Dou L, Cheng X, Zhang X, et al. Temperature-invariant superelastic, fatigue resistant, and binary-network structured silica nanofibrous aerogels for thermal superinsulation[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8(16): 7775-7783.

[11] 李天赐, 史非, 刘敬肖, 等. 不同硅源SiO₂气凝胶的多孔结构和吸附性能[J]. 大连工业大学学报, 2024, 43(3): 195-201.