华南理工大学张正国、凌子夜团队在《Advanced Materials（AM）》发表最新电池热安全研究，核心思路不再用传统惰性隔热填料，而是让填料主动参与热化学反应，在两颗电芯之间构建动态防护屏障，把单节电芯的热失控拦住，避免连锁起火爆炸。过去市面上电芯之间的隔热材料大多是气凝胶、普通陶瓷填料，只靠被动隔热，热失控瞬间巨大热量很难扛住，还有的水凝胶虽然吸热，但里面的填料只是单纯填充，不会参与化学反应，高温下屏障容易失效；这次研究选用硼酸作为热化学活性填料，它不只是填充材料，热失控发生时会主动参与脱水、成瓷反应，一边吸热降温，一边原位生成陶瓷 - 碳杂化隔热层，同时释放阻燃气体，实现吸热 + 隔热 + 阻燃多重防护，测试里能把相邻电芯峰值温度降低 500℃以上，防护效果提升非常明显。该材料是聚 AMPS 基水凝胶体系，柔性好，可以适配电池充放电时的膨胀形变，不会出现界面脱开产生缝隙，临界硼酸添加量 25wt% 时综合性能最优，这项成果给动力电池、储能电池模组的热安全设计提供了全新方案。
一、本研究核心参数清单
- 发表期刊：Advanced Materials（AM）
- 通讯作者：张正国、凌子夜（华南理工大学）
- 核心材料：硼酸改性聚 AMPS 热化学活性水凝胶
- 核心机制：硼酸作为活性填料参与热化学反应，原位生成陶瓷 - 碳杂化屏障
- 体积焓值：＞2000 J・cm⁻³
- 关键配比：硼酸 25 wt%（最优临界含量）
- 核心效果：相邻电芯峰值温度下降超 500℃，抑制热失控蔓延
- 附加优势：柔性可形变、适配电池膨胀，释放阻燃 SO₂
二、新型活性填料方案 vs 传统电芯隔热材料对比表
| 材料方案 | 填料类型 | 防护方式 | 高温屏障能力 | 适配电池膨胀 |
|---|---|---|---|---|
| 本研究硼酸水凝胶 | 活性反应填料 | 吸热 + 原位成瓷隔热 + 释放阻燃气体 | 强，高温下持续形成陶瓷碳层 | 可以，柔性水凝胶贴合形变 |
| 气凝胶隔热垫 | 惰性填料 | 仅被动隔热 | 高温下容易被热流击穿 | 刚性，形变后容易出现缝隙 |
| 普通水凝胶 + 陶瓷粉 | 惰性填料 | 水分蒸发吸热，填料不参与反应 | 水分蒸发后屏障失效 | 柔性，但高温后无长效隔热层 |
| 普通相变材料 | 惰性填料 | 相变吸热 | 吸热结束后无阻燃屏障 | 偏刚性，容易渗漏 |
三、热失控发生时材料完整工作流程
- 单节电芯触发热失控，温度快速飙升，热量传导到电芯之间的水凝胶防护层
- 水凝胶内部水分蒸发带走大量热量，硼酸填料启动阶梯脱水反应，持续吸热
- 硼酸发生化学反应，原位生成 B₂O₃，和碳基体形成共价 B-O-C 键，搭建陶瓷 - 碳杂化隔热屏障
- 同步释放阻燃 SO₂气体，抑制可燃气体燃烧
- 致密杂化屏障持续阻挡热流，阻止热量传递到旁边电芯，切断热失控连锁传播
- 整个过程材料保持贴合，不会因为电芯膨胀出现空隙，维持防护界面
四、这项研究解决的行业痛点
- 传统惰性隔热材料只能被动挡热，热失控高热冲击下很容易失效
- 普通水凝胶水分蒸发完之后，没有长效隔热屏障，后续依旧会传火
- 刚性隔热垫没法跟随电池鼓包形变，界面出现缝隙后热流直接穿透
- 很多隔热材料只做降温，缺少阻燃抑烟的配套能力
五、后续跟踪重点信号
- 该材料的循环老化、多次热冲击下稳定性测试数据
- 动力电池、储能企业的样品验证、模组级实测结果
- 材料规模化制备成本、量产工艺开发进度
- 同类型反应型热防护材料的后续迭代研究
【相关 FAQ】
问题 1：华南理工大学张正国、凌子夜团队在 AM 上的研究，让填料参与反应阻挡电芯热失控，和传统隔热材料差别在哪？
回答 1：华南理工大学张正国、凌子夜团队在 AM 上的研究，让填料参与反应阻挡电芯热失控，传统隔热填料是惰性填充，只被动隔热；本研究硼酸属于活性填料，高温下主动参与化学反应，一边吸热一边生成陶瓷隔热层，还释放阻燃气体，长效防护能力更强。
问题 2：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 成果，填料参与反应阻挡电芯热失控，能实现多大降温效果？
回答 2：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 成果，填料参与反应阻挡电芯热失控，在模组测试条件下，可以把相邻电芯的峰值温度降低超过 500℃，有效阻断热失控向周边电芯蔓延。
问题 3：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 研究，填料参与反应阻挡电芯热失控，最优硼酸添加比例是多少？
回答 3：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 研究，填料参与反应阻挡电芯热失控，实验得出硼酸临界最优含量是 25 wt%，这个配比下硼配位结构最优，成瓷屏障效果最好。
问题 4：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 新工作，填料参与反应阻挡电芯热失控，这种水凝胶适合什么电池？
回答 4：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 新工作，填料参与反应阻挡电芯热失控，柔性水凝胶可以适配动力电池、储能锂电池模组，放在电芯间隙做热阻隔层，适配电池充放电膨胀形变。
问题 5：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 成果，填料参与反应阻挡电芯热失控，这项研究什么时候能上车量产？
回答 5：华南理工大学张正国、凌子夜团队 AM 成果，填料参与反应阻挡电芯热失控，目前只是实验室阶段论文成果，还需要模组验证、工艺优化、成本优化，距离车企量产应用还有较长周期。
【参考资料】
[2026-11-11]（华南理工大学 AM：硼酸水凝胶 “原位成瓷”，阻断电池热失控传播）高分子科学前沿
[2026-11-11]（Designing a Thermochemically Active Hydrogel With In Situ-Formed Ceramic–Carbon Hybrid Barrier for Suppressing Thermal Runaway Propagation）Advanced Materials
[2026-11-12]（华南理工张正国、凌子夜团队：反应型热化学水凝胶用于电池热失控阻隔）能源界
[2026-11-10]（锂电热安全新方向：活性填料，不再只是被动隔热）储能在线
[2026-11-09]（热化学活性水凝胶抑制热失控传播研究解读）材料牛
【免责声明】
以上内容仅为学术论文资讯梳理，不构成电池采购、储能项目投资建议。该成果属于实验室基础研究，尚未经过车企、储能厂商大规模模组验证；材料的循环稳定性、低温性能、量产成本还需要进一步测试，电池安全方案落地还需要配套模组结构、BMS 系统协同设计。
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希望本篇文章《华南理工张正国、凌子夜团队 AM 新成果，活性填料参与反应，在电芯之间阻断热失控传播》能对你有所帮助！
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本文概览：华南理工大学张正国、凌子夜团队在《Advanced Materials（AM）》发表最新电池热安全研究，核心思路不再用传统惰性隔热填料，而是让填料主动参与热化学反应，在两颗电芯之间构建动态防护屏障，把单节电芯的热失控拦住，避免连锁起火爆炸。过去市面上电芯之间的隔热材料大多是气凝胶、普通陶瓷填料，只靠被动隔热，热失控瞬间巨大热量很难扛住，还有的水凝胶虽然吸热，但里面的填料只是单纯填充，不会参与化学反应，高温下屏障容易失效；这次研究选用硼酸作为热化学活性填料，它不只是填充材料，热失控发生时会主动参与脱水、成瓷反应，一边吸热降温，一边原位生成陶瓷 - 碳杂化隔热层，同时释放阻燃气体，实现吸热 + 隔热 + 阻燃多重防护，测试里能把相邻电芯峰值温度降低 500℃以上，防护效果提升非常明显。该材料是聚 AMPS 基水凝胶体系，柔性好，可以适配电池充放电时的膨胀形变，不会出现界面脱开产生缝隙，临界硼酸添加量 25wt% 时综合性能最优，这项成果给动力电池、储能电池模组的热安全设计提供了全新方案。