Battery Firebreak电池防火安全参考

材料数据

热失控隔热材料性能对比

纤维增强二氧化硅气凝胶是常用隔热材料中导热系数最低的;云母耐火焰、耐颗粒冲刷和耐高压性能最好,但隔热差;陶瓷纤维纸介于两者之间。目前量产的电芯间隔热垫大多是兼具这些性能的复合结构。

更新于 59 个数值已与原始参数表核对JSON数据方法

每个数值都标有状态:已核实 表示已在所引参数表中逐字核对,并记录页码和测试条件;典型值 表示由多份资料归纳的范围,尚未逐条溯源。设计请以供应商最新参数表为准。

各材料在室温和高温下的典型导热系数范围(对数坐标)0.010.030.10.31310气凝胶云母陶瓷纤维纸膨胀型/吸热型有机硅泡棉相变材料复合隔热垫
约 25 °C约 400–600 °C(适用时)导热系数 W/(m·K),对数坐标
图 1 典型导热系数范围。膨胀型、有机硅泡棉和相变材料受热后会膨胀、分解或熔化,没有固定的高温导热系数,因此不画高温条。

典型性能汇总

材料导热系数(约 25 °C),W/(m·K)高温导热系数耐温上限密度典型厚度压缩特性电气绝缘
纤维增强二氧化硅气凝胶毡/垫0.015–0.025400 °C 约 0.035–0.05;500–600 °C 约 0.05–0.09无防护时连续使用约 650 °C;有面层时可耐更高的短时温度约 70–300 kg/m³1–5 mm(常用 2–3 mm)可压缩约 10–30%,部分回弹绝缘;封装后单片击穿电压通常 ≥3.5 kV
云母片/云母板(白云母、金云母)约 0.2–0.6(厚度方向)保持约 0.2–0.6白云母约 500–600 °C、金云母约 700–800 °C 连续;短时更高约 1,800–2,350 kg/m³(粘结片材)0.2–2 mm基本刚性优异;室温通常 ≥20 kV/mm
陶瓷纤维纸/可溶性纤维纸约 0.035–0.05400 °C 约 0.06–0.12;600 °C 约 0.08–0.16纤维耐温等级约 1,100–1,400 °C约 140–290 kg/m³0.8–6 mm初始可压缩,回弹有限干燥时良好;粘结剂约 250–450 °C 烧失
膨胀型/吸热型隔热片约 0.05–0.3(激活前)不可比:通过膨胀或吸热起作用约 150–200 °C 激活;炭层可耐约 1,000 °C约 300–1,500 kg/m³电芯间 0.5–3 mm因产品而异;膨胀不可逆取决于配方:石墨基炭层导电
有机硅泡棉/缓冲垫约 0.06–0.15约 350 °C 以上聚合物热解;可陶瓷化牌号形成二氧化硅炭层连续使用约 200 °C;阻燃牌号可耐短时火焰约 190–800 kg/m³1.5–6 mm可逆压缩性能最好,压缩永久变形小良好
相变材料(PCM)板约 0.2(石蜡)至 3–15(石墨复合)不适用:约 200–300 °C 以上分解熔点约 25–70 °C;有机类约 200 °C 以上不稳定约 760–1,700 kg/m³2–6 mm刚性石蜡绝缘;石墨复合导电
复合隔热垫(气凝胶或纤维芯材 + 云母/薄膜面层)约 0.015–0.03(气凝胶芯材)500 °C 约 0.04–0.06(气凝胶芯材);纤维芯材更高面层可耐约 1,000 °C 以上短时冲击约 150–300 kg/m³0.5–6 mm(常用 1–3 mm)芯材可压缩约 10–30%由云母或聚合物面层决定

表 1 各类材料的典型范围。具体产品的已核实数值见下文各节。

1. 纤维增强二氧化硅气凝胶毡/垫

隔热芯材

将二氧化硅气凝胶复合在玻璃纤维或陶瓷纤维毡中制成。纳米孔结构抑制了气体导热,因此在常用隔热材料中室温导热系数最低,在数百摄氏度下优势也很明显。电池用产品多采用薄膜封装或贴云母面层,以控制掉粉并提高绝缘和耐冲刷性能。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
0.015–0.025 典型值
高温导热系数
400 °C 约 0.035–0.05;500–600 °C 约 0.05–0.09 典型值
耐温上限
无防护时连续使用约 650 °C;有面层时可耐更高的短时温度 典型值
密度
约 70–300 kg/m³ 典型值
典型厚度
1–5 mm(常用 2–3 mm) 典型值
压缩特性
可压缩约 10–30%,部分回弹 典型值
电气绝缘
绝缘;封装后单片击穿电压通常 ≥3.5 kV 典型值

优点

  • 常用隔热材料中导热系数最低,薄层即可起效
  • 轻质、可压缩,可兼作方形或软包电芯之间的缓冲垫
  • 已在量产电动汽车电池包中大量应用

局限

  • 无防护时,二氧化硅骨架在约 650–800 °C 以上可能烧结,失去低导热特性
  • 未封装的材料会掉粉
  • 单位面积成本高于云母和陶瓷纤维纸

商业产品示例

仅供参考,不构成推荐,也未收取任何费用。

2. 云母片/云母板(白云母、金云母)

阻燃与绝缘屏障

以有机硅树脂粘结云母纸制成的柔性云母片或硬质云母板。隔热性能约比气凝胶差一个数量级,但很难被烧穿,能抵御失效电芯排出的高温颗粒冲刷,并在高温下保持较高的介电强度。是电池包上盖、母排防护和复合隔热垫面层的常用材料。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
约 0.2–0.6(厚度方向) 典型值
高温导热系数
保持约 0.2–0.6 典型值
耐温上限
白云母约 500–600 °C、金云母约 700–800 °C 连续;短时更高 典型值
密度
约 1,800–2,350 kg/m³(粘结片材) 典型值
典型厚度
0.2–2 mm 典型值
压缩特性
基本刚性 典型值
电气绝缘
优异;室温通常 ≥20 kV/mm 典型值

优点

  • 介电强度高,且在高温下保持
  • 耐火焰烧穿和颗粒冲刷
  • 成本低,供应链成熟

局限

  • 密度高,导热系数远高于气凝胶
  • 刚性,不能单独吸收电芯膨胀

已核实的产品参数

产品参数数值测试条件来源
Pamitherm 41130 (phlogopite mica paper, silicone resin)
Von Roll, via VRI Composites
导热系数(约 25 °C),W/(m·K)0.18 W/(m·K)temperature not stated[2], properties table
Pamitherm 41130 (phlogopite mica paper, silicone resin)
Von Roll, via VRI Composites
耐温上限1000 °C'max. heat resistance' as stated by the supplier[2], properties table

商业产品示例

仅供参考,不构成推荐,也未收取任何费用。

3. 陶瓷纤维纸/可溶性纤维纸

高温隔热

以硅酸铝耐火纤维或碱土硅酸盐(可溶性)纤维加少量有机粘结剂制成的纸材。耐温远高于气凝胶且成本低,但在热扩散关键温区的隔热效果不如气凝胶。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
约 0.035–0.05 典型值
高温导热系数
400 °C 约 0.06–0.12;600 °C 约 0.08–0.16 典型值
耐温上限
纤维耐温等级约 1,100–1,400 °C 典型值
密度
约 140–290 kg/m³ 典型值
典型厚度
0.8–6 mm 典型值
压缩特性
初始可压缩,回弹有限 典型值
电气绝缘
干燥时良好;粘结剂约 250–450 °C 烧失 典型值

优点

  • 耐温很高
  • 成本低、重量轻
  • 易于模切,并可与云母复合

局限

  • 400–600 °C 下导热系数高于气凝胶
  • 首次受热时有机粘结剂烧失并产生烟气
  • 耐火陶瓷纤维(RCF)在部分市场有健康分类限制,可溶性纤维可规避

已核实的产品参数

产品参数数值测试条件来源
3M Thermal Runaway Barrier 600/700
3M
导热系数(约 25 °C),W/(m·K)< 0.045 W/(m·K)25 °C, mat only (non-classified inorganic fibre mat)[3], Highlights
3M Thermal Runaway Barrier 600/700
3M
耐温上限1200 °Cbase mat high-temperature stability[3], Highlights
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.06 W/(m·K)200 °C; thickness-dependent where stated[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.09 W/(m·K)400 °C; thickness-dependent where stated[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.13 W/(m·K)600 °C; thickness-dependent where stated[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.16 W/(m·K)800 °C; thickness-dependent where stated[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.20 W/(m·K)1000 °C; thickness-dependent where stated[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
密度450 kg/m³as supplied[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
典型厚度0.8–6 mmavailable range[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
电气绝缘>2 (dielectric breakdown; unit printed as 'kΩ, kV/mm') as stated[5], p. 2
Superwool EST E Paper
Morgan Advanced Materials
耐温上限1100–1300 °Cclassification temperature[5], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.05 W/(m·K)200 °C; thickness-dependent where stated[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.07 W/(m·K)400 °C; thickness-dependent where stated[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.11 W/(m·K)600 °C; thickness-dependent where stated[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.16 W/(m·K)800 °C; thickness-dependent where stated[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.23 W/(m·K)1000 °C; thickness-dependent where stated[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
密度240–300 kg/m³as supplied[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
典型厚度1–6 mmavailable range[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
电气绝缘>2 (dielectric breakdown; unit printed as 'kΩ, kV/mm') as stated[6], p. 2
Superwool EST G Paper
Morgan Advanced Materials
耐温上限1100–1300 °Cclassification temperature[6], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.05 W/(m·K)200 °C; thickness-dependent where stated[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.07 W/(m·K)400 °C; thickness-dependent where stated[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.11 W/(m·K)600 °C; thickness-dependent where stated[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.16 W/(m·K)800 °C; thickness-dependent where stated[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.23 W/(m·K)1000 °C; thickness-dependent where stated[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
密度272–352 kg/m³as supplied[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
典型厚度1–6 mmavailable range[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
电气绝缘>3 (dielectric breakdown; unit printed as 'kΩ, kV/mm') as stated[7], p. 2
Superwool EST P Paper
Morgan Advanced Materials
耐温上限1100–1300 °Cclassification temperature[7], p. 2
Superwool EST C30 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.06 W/(m·K)200 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C30 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.08 W/(m·K)400 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C30 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.11 W/(m·K)600 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C30 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.15 W/(m·K)800 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C30 compression paper
Morgan Advanced Materials
密度240–310 kg/m³as supplied[9], p. 2
Superwool EST C30 compression paper
Morgan Advanced Materials
压缩特性25–35 / 380–470 kPacompression resistance at 20 % / 60 % deflection[9], p. 2
Superwool EST C310 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.06 W/(m·K)200 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C310 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.08 W/(m·K)400 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C310 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.10 W/(m·K)600 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C310 compression paper
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.13 W/(m·K)800 °C, ASTM C201 / ASTM C177 as printed in the table header; thickness-dependent where stated[9], p. 2
Superwool EST C310 compression paper
Morgan Advanced Materials
密度400–510 kg/m³as supplied[9], p. 2
Superwool EST C310 compression paper
Morgan Advanced Materials
压缩特性295–340 / 1700–1970 kPacompression resistance at 20 % / 60 % deflection[9], p. 2

商业产品示例

仅供参考,不构成推荐,也未收取任何费用。

4. 膨胀型/吸热型隔热片

主动型,受热膨胀

属于主动型材料。膨胀型片材受热后膨胀成隔热炭层,填充缝隙并增加厚度;吸热型片材通过释放化学结合水吸收热量。两者的作用是争取时间,而不是提供固定的热阻。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
约 0.05–0.3(激活前) 典型值
高温导热系数
不可比:通过膨胀或吸热起作用 典型值
耐温上限
约 150–200 °C 激活;炭层可耐约 1,000 °C 典型值
密度
约 300–1,500 kg/m³ 典型值
典型厚度
电芯间 0.5–3 mm 典型值
压缩特性
因产品而异;膨胀不可逆 典型值
电气绝缘
取决于配方:石墨基炭层导电 典型值

优点

  • 常温下很薄,受火后隔热能力增加
  • 吸热型可延缓被保护电芯升温
  • 膨胀后可封堵缝隙,阻挡高温气体

局限

  • 一次性使用,反应不可逆
  • 可膨胀石墨形成的炭层导电,需复合绝缘层
  • 膨胀力会挤压相邻电芯

5. 有机硅泡棉/缓冲垫

压缩缓冲与密封

闭孔或复合微球有机硅泡棉,主要用于吸收电芯膨胀并维持堆叠压力。阻燃级和可陶瓷化牌号具备一定的热失控防护能力,通常与云母或气凝胶层配合使用。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
约 0.06–0.15 典型值
高温导热系数
约 350 °C 以上聚合物热解;可陶瓷化牌号形成二氧化硅炭层 典型值
耐温上限
连续使用约 200 °C;阻燃牌号可耐短时火焰 典型值
密度
约 190–800 kg/m³ 典型值
典型厚度
1.5–6 mm 典型值
压缩特性
可逆压缩性能最好,压缩永久变形小 典型值
电气绝缘
良好 典型值

优点

  • 长期压缩回弹性能优异,适应电芯呼吸
  • 密封和缓冲效果好
  • UL 94 V-0 牌号常见

局限

  • 导热系数高于气凝胶
  • 长期使用温度约 200 °C
  • 分解时释放挥发物

商业产品示例

仅供参考,不构成推荐,也未收取任何费用。

6. 相变材料(PCM)板

温度缓冲(非防火隔热层)

通过熔化吸热来平抑正常运行中的温度峰值。相变材料不是防火隔热层:有机相变材料可燃,石墨基复合材料在潜热耗尽后会把热量导向相邻电芯。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
约 0.2(石蜡)至 3–15(石墨复合) 典型值
高温导热系数
不适用:约 200–300 °C 以上分解 典型值
耐温上限
熔点约 25–70 °C;有机类约 200 °C 以上不稳定 典型值
密度
约 760–1,700 kg/m³ 典型值
典型厚度
2–6 mm 典型值
压缩特性
刚性 典型值
电气绝缘
石蜡绝缘;石墨复合导电 典型值

优点

  • 潜热大,可缓冲短时温升
  • 可降低冷却系统负荷

局限

  • 熔化后不再有保护作用
  • 有机相变材料在火灾中会增加燃料
  • 石墨复合材料导热且导电

已核实的产品参数

产品参数数值测试条件来源
Rubitherm RT35HC
Rubitherm Technologies
导热系数(约 25 °C),W/(m·K)0.2 W/(m·K)both phases (solid and liquid)[1], p. 1
Rubitherm RT35HC
Rubitherm Technologies
密度0.83 kg/Lsolid, 20 °C (0.77 kg/L liquid, 40 °C)[1], p. 1
Rubitherm RT35HC
Rubitherm Technologies
耐温上限70 °Cmax. operation temperature; melting range 34–36 °C; flash point 177 °C[1], p. 1

商业产品示例

  • RT35HC, Rubitherm Technologies(德国)

仅供参考,不构成推荐,也未收取任何费用。

7. 复合隔热垫(气凝胶或纤维芯材 + 云母/薄膜面层)

量产主流方案

在低导热芯材(气凝胶或纤维)两侧复合更坚韧的面层(云母、陶瓷纸、聚酰亚胺或 PET 薄膜)。这种结构能同时满足隔热、压缩缓冲、介电绝缘和耐烧穿四项要求,是目前量产的主流形式。

导热系数(约 25 °C),W/(m·K)
约 0.015–0.03(气凝胶芯材) 典型值
高温导热系数
500 °C 约 0.04–0.06(气凝胶芯材);纤维芯材更高 典型值
耐温上限
面层可耐约 1,000 °C 以上短时冲击 典型值
密度
约 150–300 kg/m³ 典型值
典型厚度
0.5–6 mm(常用 1–3 mm) 典型值
压缩特性
芯材可压缩约 10–30% 典型值
电气绝缘
由云母或聚合物面层决定 典型值

优点

  • 兼顾隔热、压缩、绝缘和耐烧穿性能
  • 完全封装时不掉粉

局限

  • 成本高于单一材料
  • 比裸气凝胶更厚、更重

已核实的产品参数

产品参数数值测试条件来源
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
导热系数(约 25 °C),W/(m·K)0.029 W/(m·K)25 °C, ISO 8301, typical[4], p. 1
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
高温导热系数0.030 W/(m·K)200 °C, ISO 8301, typical[4], p. 1
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
高温导热系数0.032 W/(m·K)400 °C, ISO 8301, typical[4], p. 1
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
高温导热系数0.035 W/(m·K)600 °C, ISO 8301, typical[4], p. 1
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
高温导热系数0.037 W/(m·K)800 °C, ISO 8301, typical[4], p. 1
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
密度350–450 kg/m³as supplied[4], p. 1
Rogers ProCell TB1000 thermal insulation board
Rogers Corporation
典型厚度0.8–5.0 mmavailable range (tolerance ±0.15–0.2 mm)[4], p. 1
Superwool EST M Paper (mica-laminated)
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.04 W/(m·K)200 °C, descending, thickness-dependent; thickness-dependent where stated[8], p. 2
Superwool EST M Paper (mica-laminated)
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.06 W/(m·K)400 °C, descending, thickness-dependent; thickness-dependent where stated[8], p. 2
Superwool EST M Paper (mica-laminated)
Morgan Advanced Materials
高温导热系数0.08–0.09 W/(m·K)600 °C, descending, thickness-dependent; thickness-dependent where stated[8], p. 2
Superwool EST M Paper (mica-laminated)
Morgan Advanced Materials
电气绝缘> 2 kVwithstand voltage, 2 minutes[8], p. 2
Superwool EST M Paper (mica-laminated)
Morgan Advanced Materials
典型厚度1–6 mmavailable range[8], p. 2
Superwool EST M Paper (mica-laminated)
Morgan Advanced Materials
高温导热系数< 230 / < 200 / < 140 °C (cold face)600 °C hot face, 20 min; 1 / 3 / 6 mm thickness[8], p. 2

商业产品示例

仅供参考,不构成推荐,也未收取任何费用。

需要为具体电芯或零件选材?

告诉我们电芯形式、厚度、尺寸和测试标准,我们回复有依据的选型建议。 提交需求

参考来源

  1. Rubitherm Technologies GmbH. RT35HC data sheet. 技术参数表,访问于 2026-11-15. 存档副本.SHA-256 d028ca73db2a3f534ea05aab8274b6b56de0cc800b7a48ce4be63fa2d00724fe
  2. VRI Composites (distributor, Augsburg, Germany). PAMITHERM 41130 product page. 技术参数表,访问于 2026-11-15.
  3. 3M. 3M Thermal Runaway Barrier 600/700 Series, product page. manufacturer page,访问于 2026-11-15.
  4. Rogers Corporation. ProCell TB1000 Thermal Insulation Board, product data sheet (publication 180-506). 技术参数表,访问于 2026-11-15. 存档副本.SHA-256 2a72add859e4d836100d47ae18e04c7164cb4c5e00c7ecb87cf302ea61dea302
  5. Morgan Advanced Materials (Thermal Ceramics). EST E Paper, product data sheet (publication date 1 January 2025). 技术参数表,访问于 2026-11-15. 存档副本.SHA-256 5afe8b942e72a8a65ca97155826b451769acd207bf2793aec76897a11a2ea3ab
  6. Morgan Advanced Materials (Thermal Ceramics). EST G Paper, product data sheet (publication date 1 January 2025). 技术参数表,访问于 2026-11-15. 存档副本.SHA-256 4ab3bd2d2e12a138e5b9c689c3ed28a6facdb7365128253cb58451404fed7c1e
  7. Morgan Advanced Materials (Thermal Ceramics). EST P Paper, product data sheet (publication date 1 January 2025). 技术参数表,访问于 2026-11-15. 存档副本.SHA-256 425a76a78ea166b82388fe540bec65b014295d1ee1d5f86ea324076f1d00eb30
  8. Morgan Advanced Materials (Thermal Ceramics). EST M Paper, product data sheet (publication date 1 January 2025). 技术参数表,访问于 2026-11-15.SHA-256 3dbf4ec8620abe09937ce8cf89275ea9e0848a440437bc5f28132b15b16d920d
  9. Morgan Advanced Materials (Thermal Ceramics). EST Compression Papers (C30, C310), product data sheet (publication date 1 January 2025). 技术参数表,访问于 2026-11-15.SHA-256 e10ce721f30b0a050808999bd8242a6a146b06a98da07e9157853fb21de4f95c