Защитный экран для батарей до 1300 °C: прорыв китайских учёных для безопасности электромобилей

Нанкинский технологический университет представил инновационный изоляционный материал для литий‑ионных батарей - «защитный экран», способный выдерживать температуру до 1300 °C. Разработка, о которой сообщило издание Science and Technology Daily, призвана решить проблему теплового разгона: резкого повышения температуры в ячейках батареи, которое может привести к возгоранию и распространению тепла на соседние элементы.

Основа материала - кремнезёмный аэрогель: его нанопористая структура примерно на 99 % состоит из воздуха, что существенно ограничивает теплопроводность. Исследователи улучшили термостойкость, укрепив структуру аэрогеля и скорректировав условия катализатора при синтезе, а также решили проблему хрупкости - материал выдерживает упругое сжатие более чем на 90 % без потери стабильности. Это особенно важно, поскольку элементы батареи многократно расширяются и сжимаются в процессе эксплуатации.

Практические испытания подтвердили эффективность решения: лист толщиной 2,3 мм при воздействии температуры 1000 °C в течение пяти минут удерживал температуру на противоположной стороне ниже 100 °C. При этом теплоизоляция сохраняется до двух часов - критически важный параметр для предотвращения каскадного выхода из строя ячеек. По сравнению с прежними аэрогелевыми решениями, работавшими максимум при 300 °C, новый материал расширяет температурный диапазон с 650 °C до 1300 °C.

Оптимизация производственного процесса тоже дала весомые результаты: за счёт сушки сверхкритическим CO₂ и рекуперации растворителя удалось добиться повторного использования этанола более чем на 99,5 %. Это снизило затраты на сырьё более чем вдвое и позволило масштабировать технологию - перейти от лабораторных образцов к промышленному выпуску.

Сегодня аэрогелевый изолятор уже внедрён в аккумуляторные системы крупных производителей, включая CATL, BYD, Sungrow и Xiaomi. Помимо электромобилей, материал находит применение в аэрокосмической отрасли и высокотемпературных промышленных средах. Его массовое внедрение согласуется с «15‑м пятилетним планом» Китая, где передовые материалы и новые источники энергии определены как стратегические направления.

Параллельно в отрасли развиваются и другие технологии: например, переход натрий‑ионных батарей на более дешёвые и долговечные катодные составы, а также запуск серийного производства крупных батарей для подключаемых гибридов (например, модель от Svolt ёмкостью 80 кВт·ч). При этом, по данным China EV DataTracker, на китайском рынке по‑прежнему доминируют литий‑железо‑фосфатные (LFP) аккумуляторы: в марте 2026 года их доля составила 81,1 % (45,8 ГВт·ч из общего объёма установок 56,5 ГВт·ч), подтверждая устойчивый спрос на надёжные и безопасные решения в сегменте электромобилей.

Установка аккумуляторных батарей для электромобилей в зависимости от химического состава батареи. Источник: China EV DataTracker