同济大学团队造出“缓冲+隔热+储能”三合一气凝胶材料

动力电池的热安全是新能源汽车绕不开的坎。电池包既需要柔性材料缓冲振动挤压，又需要在热失控时快速切换成隔热防护状态——传统材料往往只能占一头。

气凝胶密度低、孔隙率高、结构可调，本是构筑多功能材料的理想载体。但传统有机气凝胶和无机气凝胶各有短板，现有复合策略依赖复杂组分和多步后处理工艺，成本高、难放大，限制了工程化应用。

核心技术突破

同济大学物理科学与工程学院王晓栋、沈军团队联合瑞士联邦材料科学与技术研究所（EMPA），受生物演化中多相协同规律启发，提出"进化驱动"的设计策略，2026年7月成果发表于材料领域顶刊《先进材料》（Advanced Materials）：

1. 仅用壳聚糖（CTS）和三价金属氯化物（AlCl₃、VCl₃、CrCl₃、FeCl₃）两种组分，一锅法完成分子尺度配位组装，工艺极简。
2. 金属氯化物一物三用：提供酸性环境促溶解、作为水分捕获单元、充当配位中心；壳聚糖提供类天然几丁质的三维多孔骨架。
3. 材料具备湿度自适应热调控能力：常温常湿下吸湿变为柔性缓冲态；受热脱水后切换为兼具结构支撑与隔热防护的干态。
4. 借鉴纳米布沙漠甲虫捕集雾水的机制，实现环境自适应切换。
5. 经氮气高温碳化后，同一材料可转化为碳/金属氧化物复合气凝胶，直接用作锌离子储能电极。

技术成熟度与应用场景

该成果目前处于实验室研究向应用转化阶段，其价值在于"一个前驱体体系衍生两类功能材料"——热管理材料与储能电极材料共用一条制备路线，原料为生物质壳聚糖与大宗金属盐，具备低成本放大的先天条件。

应用场景：

• 动力电池热安全防护：电池包缓冲-隔热自适应部件
  

• 建筑与装备隔热：湿度响应型智能隔热层
  

• 锌离子电池储能：碳化衍生电极材料

产业化前景与市场空间

新能源汽车与储能电站对电池热失控防护的要求逐年加码，隔热气凝胶已进入放量期。生物质原料路线契合双碳导向，宜兴及周边的新能源配套、隔热材料、电池装备企业，可关注这一"缓冲+隔热+储能"三合一的新材料方向，提前布局联合开发。

为了促进气凝胶技术的研发与应用，艾邦创建气凝胶产业链微信群，希望能够汇聚各方的智慧和资源，共同推动行业的发展。

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新能源电池安全管理解决方案呼之欲出，特别是，具有隔热、阻燃等功能特点的新材料受到市场青睐，气凝胶隔热片是其中最重要的新材料之一。气凝胶隔热片主要用于电池包中、电池单体之间的隔热、阻燃，也可用于车身的隔热、阻燃。气凝胶企业产业链从成胶，封装，到电池包、管道等下游应用，从材料的前驱体到各种纤维如陶瓷纤维，玻璃纤维，泡棉等，以及封装材料如PET、PI膜，热熔胶、硅胶框等，同时也包括在生产过程中的设备，如超临界设备，热压机，模切设备。欢迎相关产业链人士加入。