可应用于动力电池防护的超高耐火极限、超低导热系数、超长服役年限的水泥基(硅酸盐基)气凝胶仿生超材料

发布时间: 2025-02-27

基本信息

合作方式：技术咨询

成果类型：新技术

行业领域：

新材料技术

成果介绍

基于水泥基气凝胶超高耐火极限、超高韧性等优良性能，受木结构的启发，团队设计出一种可用作动力电池防护设备的原材料，可在867.5℃C的极高温度下对爆炸的动力电池进行绝缘，保持外部温度在 36.2℃℃。不同的仿生结构设计为水泥基气凝胶的多场景应用提供可能。水泥基气凝胶凭借优良的隔热阻燃性能和韧性，可有效降低电子设备中的爆炸风险，在电池防护领域极具潜力。

成果亮点

强韧协同:柔性 PVA 骨架与无机 C-S-H 纳米颗粒两相结合，通过调控配合比，实现力学性能的可设计，韧性是传统二氧化硅气凝胶的 1000 倍。稳定的 PVA 溶液通过冷源控制实现定向延伸，为C-S-H 成核和结晶提供位点，降低能垒的同时，增强了结晶体强度。沿 PVA 链自组装的 C-S-H 纳米颗粒孔径为 20nm，PVA 链与 C-S-H 凝胶中的 Ca?+交联，特别是氢键与 Ca?+配位(吸引硅酸盐中的氧原子以及PVA 中的氧原子)。由于相互离子交换和稳定剂的引入，C-S-H 凝胶和 PVA 链交联形成三维网络，并且分散良好。多种高强键合可大幅提升界面结合强度，基体模量达到 204MPa，实现强韧协同。

团队介绍

东南大学是教育部直属国家重点大学，坐落于南京，始建于1902年，以工科为特色，涵盖多学科，是国家“双一流”、“985工程”、“211工程”重点建设高校，素以“科学名世、人才报国”精神著称，建筑土木、电子信息等学科享誉国际，校训“止于至善”彰显其追求卓越的办学理念。

成果资料