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电池系统向高倍率快充、高能量密度升级，热安全与温度波动控制问题日益突出。传统隔热材料虽能降低热传导，却缺乏主动调温能力，难以缓冲突发或持续的热冲击。锂离子电池作为应用最广泛的储能电池之一，其温度直接影响性能与安全，将电池维持在20–40℃的合适区间是热管理的基本目标——相变材料（PCM）凭借"相变吸热+低导热阻隔"的双重机制，在这一需求下进入电池热安全防护视野。

锂离子电池的工作温度枷锁

相变材料是一类能在特定温度下发生相变、并在过程中吸收或释放大量潜热的物质。用于电池热安全防护时，其核心价值在于"双重机制"：一方面依靠低导热骨架（气凝胶、纳米板等多孔基体）阻隔热量传递，另一方面利用相变组分在高温下吸热缓冲、延缓温升，二者协同抑制热失控在电芯间的蔓延。

将相变材料与多孔骨架复合，正是构建兼具低导热与高储热能力复合隔热材料的基本路径。

与仅依靠低导热阻隔的传统气凝胶隔热垫相比，相变隔热材料的差异化在于：面对热失控瞬间的高热流密度，单纯隔热缺乏吸热缓冲，防护裕度有限；相变组分则可在升温过程中额外吸收潜热，为热蔓延抑制争取时间窗口。

图源清安

相变材料按组成可分为有机、无机、复合三类，但用于热失控防护时，选型逻辑与常规热管理有显著差异：

• 有机相变材料（石蜡、聚乙二醇、硬脂酸等）：相变潜热大、化学稳定性好、价格低廉，其中石蜡应用最广；但石蜡本身可燃，在热失控高温下可能加剧火势，必须做阻燃改性或与不可燃骨架复合。

• 无机相变材料（水合盐、熔盐等）：热导率高、储能密度大、不可燃，但存在腐蚀性与过冷问题，封装要求苛刻。

• 复合相变材料：通过多孔基体吸附、微胶囊封装或聚合物定型等方式，将相变组分与骨架、导热填料、阻燃助剂复合，兼顾储热能力、结构稳定性与阻燃性能，是当前适配电芯形状、走向工程化应用的主要形态。

不同相变材料的温度区间 

热失控防护场景对材料提出了三项特殊要求：

• 温度窗口匹配——电池正常工作温度在60℃以下，热失控触发阈值在200℃以上，相变温度需落在有效缓冲区间；

• 阻燃与定型化——防止高温熔融泄漏与可燃组分助燃；

• 结构适配——适应具体电芯与模组的空间形状。

传统刚性相变材料难以满足后者，这也是制约其大规模应用的主要因素之一，实际应用中需根据电池工况选择合适类型。

目前电池相变隔热材料仍处在产业早期，但从产业链视角看，上下游分工体系已较为清晰：

• 上游为原材料与功能助剂环节，核心基体材料包括石蜡、脂肪酸、聚乙二醇、水合盐及生物基相变材料。

• 中游为复合与成型加工环节，企业通过多孔基体吸附、微胶囊封装、定型复合及硅胶/聚合物封装等工艺，将上游原料转化为相变导热垫片、灌封胶、填隙块、柔性贴片及模组间隔件等产品形态。针对热失控防护场景，中游对定型化（防止高温熔融泄漏）与阻燃等级的要求远高于普通热管理用相变材料，微胶囊封装、聚合物定型骨架、陶瓷化成瓷技术等工艺路线在这一细分场景中尤为关键。

• 下游应用以新能源汽车动力电池包为主导，储能电池系统、两轮车及轻型电动车电池、便携电子设备电池紧随其后。

神炼电池3.0内部的复合相变材料——神菱盾

从市场规模看，电池防护用相变材料正处于从验证导入向规模化渗透过渡的关键阶段。据恒州诚思调研统计，2025年全球电池用相变复合材料收入规模约9.25亿元，预计2032年将接近21.34亿元，2026至2032年复合增长率约12.6%。这一增速显著高于传统导热界面材料，驱动力直接来自下游电池出货量的高速扩张。（该统计口径覆盖电池用相变复合材料整体市场，其中面向热失控防护的相变隔热产品是增速较快、技术壁垒较高的细分方向。）

电池系统向高倍率快充、高能量密度和高安全冗余升级，液冷虽已成主流，但在局部热峰、静置均温、低温保温及热失控扩散抑制等场景下仍需被动材料补充。相变材料由此以液冷板夹层、模组填隙、圆柱电芯间隔件、软包/方壳侧面贴片等形式加速进入电池包设计。其中，模组间隔件与电芯间贴片直接服务于热失控蔓延的延缓与阻断，也是前文所述相变隔热材料工程化落地的主要产品形态。

为促进上下游深度交流，艾邦建立【锂电池相变隔热材料交流群】，欢迎从事相变材料研发、热管理设计、电池系统集成、储能安全及隔热复合材料应用的同行加入。

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交流群重点覆盖以下方向：

• 锂电池相变热管理方案设计与实测数据交流；

• 高导热定型复合相变材料的配方与工艺难点；

• 相变材料与液冷、气凝胶隔热垫的协同集成策略；

• 储能电池热失控延缓与热扩散抑制中的相变材料应用；

• 产业链上下游供需对接与项目合作。

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