高性能微纳米纤维制造与应用

1. 痛点问题

目前，国内外制备陶瓷纤维通常采用溶液纺丝等技术，以美国3M 公司Nextel系列陶瓷纤维技术最为成熟、性能最优，其中应用于航空航天热防护的Nextel-312、Nextel-440两种型号（耐温1300℃，直径约10μm）对中国禁售，Nextel-610、Nextel-720等用于陶瓷基、金属基复合材料的非禁运纤维售价极高(8000 元/kg)。清华大学团队基于自主创新的气纺丝宏量制备技术，可实现耐温1400℃、直径0.5μm的陶瓷超细纤维批量制备，性能优于3M公司产品，且具有更高柔性，预期定价大幅低于3M同级产品。以清华团队开发的陶瓷超细纤维为原材料，制备的陶瓷纤维柔性绝热毡、陶瓷纤维隔热瓦已在某型号高超音速飞行器上通过飞行演示验证。基于超细陶瓷纤维的动力电池防火隔热垫片已在比亚迪、宁德时代、国轩高科等公司通过产品验证，急需加快产业化布局。

2. 解决方案

超细多晶莫来石纤维棉（对标美国3M公司Nextel®-440）宏量制备技术趋于稳定，具备工业小试条件；初步掌握超细硼硅酸铝纤维棉（3Al2O3·B2O3·2SiO2，对标3M公司Nextel®-312）的制备方法，获得实验室气纺丝样品。

在动力/储能电池电芯间防火绝热垫片研制方面，开发出陶瓷橡胶防火绝热垫片、水凝胶相变热管理垫片等两类新产品，与传统超临界干燥气凝胶垫片相比制造成本大幅降低，有效推动新能源电池行业降本增效。动力电池电芯间防火隔热垫片已在多个型号汽车电池上获得应用。