1. 痛點(diǎn)問題
目前,國內(nèi)外制備陶瓷纖維通常采用溶液紡絲等技術(shù),以美國3M 公司Nextel系列陶瓷纖維技術(shù)最為成熟、性能最優(yōu),其中應(yīng)用于航空航天熱防護(hù)的Nextel-312、Nextel-440兩種型號(耐溫1300℃,直徑約10μm)對中國禁售,Nextel-610、Nextel-720等用于陶瓷基、金屬基復(fù)合材料的非禁運(yùn)纖維售價(jià)極高(8000 元/kg)。清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)基于自主創(chuàng)新的氣紡絲宏量制備技術(shù),可實(shí)現(xiàn)耐溫1400℃、直徑0.5μm的陶瓷超細(xì)纖維批量制備,性能優(yōu)于3M公司產(chǎn)品,且具有更高柔性,預(yù)期定價(jià)大幅低于3M同級產(chǎn)品。以清華團(tuán)隊(duì)開發(fā)的陶瓷超細(xì)纖維為原材料,制備的陶瓷纖維柔性絕熱氈、陶瓷纖維隔熱瓦已在某型號高超音速飛行器上通過飛行演示驗(yàn)證?;诔?xì)陶瓷纖維的動(dòng)力電池防火隔熱墊片已在比亞迪、寧德時(shí)代、國軒高科等公司通過產(chǎn)品驗(yàn)證,急需加快產(chǎn)業(yè)化布局。
2. 解決方案
超細(xì)多晶莫來石纖維棉(對標(biāo)美國3M公司Nextel®-440)宏量制備技術(shù)趨于穩(wěn)定,具備工業(yè)小試條件;初步掌握超細(xì)硼硅酸鋁纖維棉(3Al2O3·B2O3·2SiO2,對標(biāo)3M公司Nextel®-312)的制備方法,獲得實(shí)驗(yàn)室氣紡絲樣品。
在動(dòng)力/儲能電池電芯間防火絕熱墊片研制方面,開發(fā)出陶瓷橡膠防火絕熱墊片、水凝膠相變熱管理墊片等兩類新產(chǎn)品,與傳統(tǒng)超臨界干燥氣凝膠墊片相比制造成本大幅降低,有效推動(dòng)新能源電池行業(yè)降本增效。動(dòng)力電池電芯間防火隔熱墊片已在多個(gè)型號汽車電池上獲得應(yīng)用。
應(yīng)用領(lǐng)域:動(dòng)力/儲能鋰離子電池?zé)崾Э胤雷o(hù);
目標(biāo)客戶:鋰離子電池生產(chǎn)廠家;
目標(biāo)市場規(guī)模:動(dòng)力電池防火墊片市場約為數(shù)十億,儲能電池防火墊片市場超百億規(guī)模,該細(xì)分市場處于高速增長期。
該成果的應(yīng)用,預(yù)期在未來5年內(nèi)為被授權(quán)企業(yè)創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
動(dòng)力/儲能鋰離子電池防火絕熱墊片產(chǎn)品方面:市場上的競品是SiO2氣凝膠墊片,目前從事SiO2氣凝膠墊片生產(chǎn)和銷售的企業(yè)包括美國Aspen Aerogels、國內(nèi)的愛彼愛和、泛銳熠輝、納諾、中國化學(xué)華陸新材等公司,該領(lǐng)域市場容量約20~50億元/年,儲能墊片的市場容量更大但是對產(chǎn)品售價(jià)更敏感。清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)陶瓷橡膠隔熱墊產(chǎn)品制造成本比主流氣凝膠產(chǎn)品低40~60%,具有明顯成本優(yōu)勢。陶瓷橡膠隔熱墊產(chǎn)品低溫絕熱性能與傳統(tǒng)氣凝膠墊片持平,高溫絕熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)氣凝膠墊片。
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