在新能源汽车产业快速发展与电池安全标准持续趋严的背景下,动力电池热失控防护正成为制约新能源车安全升级的关键问题。传统隔热材料虽已广泛应用于电芯与电池包防护场景,但仍普遍存在脆性大、易掉粉、贴合性差、阻燃防护不足和长期可靠性不稳定等问题,难以同时满足新一代电池包对薄型高效隔热、柔性缓冲、阻燃防护和稳定服役的综合要求。
针对这一行业痛点,张殿博作为柔盾护芯团队负责人,带领团队发起了“柔盾护芯——面向新能源电池的可瓷化硅橡胶柔性气凝胶复合材料”项目,致力于研发一种兼具高效隔热、阻燃防护与抗压可靠性能的新型电池隔热片材料。项目以硅橡胶柔性骨架为基础,引入SiO₂气凝胶隔热组分与可瓷化功能填料,通过柔性骨架、气凝胶隔热、界面增强和低温成瓷协同设计,探索传统隔热材料性能冲突的系统性解决方案。
在研发过程中,张殿博始终扎根实验室,围绕材料结构设计、工艺路径优化和性能验证持续推进实验工作。团队从硅橡胶与开孔剂混合、烘箱成型,到原位真空浸渍、超临界干燥,逐步完成气凝胶硅橡胶复合材料的制备流程,并围绕材料的隔热保温、缓冲防护、阻燃耐候和长期稳定性开展反复验证。面对气凝胶材料易脆裂、易掉粉和传统阻燃材料高温防护不足等难题,张殿博与团队不断调整材料配方和工艺条件,在多轮实验和性能表征中推动材料结构从“单一隔热”走向“隔热—阻燃—抗压可靠”三重协同防护。
在导师指导与团队协作下,项目逐步形成了清晰的技术路径:以硅橡胶提供柔性支撑和缓冲回弹,以SiO₂气凝胶构建低导热多孔网络,以可瓷化填料在高温冲击下形成稳定防护层,从而实现常温下柔性贴合、高温下阻燃成瓷、长期服役中结构稳定的综合性能提升。项目不仅完成了实验室小试验证,还进一步进入企业试用与中试验证阶段。青岛科莱恩新材料有限公司的使用测试反馈表明,团队开发的开孔硅胶隔热泡沫材料在隔热性能、耐候稳定性和缓冲适配性方面表现良好,具备工程推广价值和经济效益预期;河南爱彼爱和新材料有限公司的中试反馈则进一步验证了材料在电池隔热防护、贴合缓冲和阻燃耐候方面的应用潜力。
在项目推进过程中,张殿博不仅承担材料研发与实验验证任务,也逐步完成了从科研思维到创业思维的转变。通过参与中国国际大学生创新创业大赛、TRIZ创新方法训练和企业调研,他不断加深对新能源电池产业链、材料应用场景和商业落地路径的理解。从最初关注实验数据,到后来思考客户需求、成本控制、中试放大和市场推广,张殿博逐渐认识到,真正有价值的科研成果不能只停留在实验室参数上,更要回应产业一线的真实痛点。
目前,柔盾护芯团队已围绕项目申请多项国家发明专利,参与发表SCI论文,并与多家企业建立合作与试用基础。对张殿博而言,这一项目不仅是一次材料研发实践,更是一次从“发现问题”到“提出方案”、从“实验验证”到“工程应用”、从“学生科研”到“创新创业”的完整成长过程。未来,他将继续带领团队深耕新能源电池热失控防护材料领域,围绕隔热、阻燃、轻量化和长期可靠性持续优化产品性能,推动可瓷化硅橡胶柔性气凝胶复合材料在动力电池、储能电站、轨道交通和航空航天等更多场景中落地应用,以青年科研力量服务新能源安全升级与绿色低碳产业发展。
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