作者：晓美

气凝胶曾被《科学》杂志誉为“可以改变世界的神奇材料”，它是一种固体物质形态，也是世界上密度最小的固体。气凝胶之所以“神奇”，是因为自身具有很多极致的性质。气凝胶曾经因性质优异创下15项“吉尼斯世界纪录”。已知最轻的固体材料，气凝胶超级轻，在一些对重量要求苛刻同时对绝热要求极高的场景，气凝胶是唯一选择。

碳气凝胶是迄今为止保温性能最好的材料，因此，国内碳气凝胶专家李向伟为了推动双碳在新能源汽车行业的发展，是国内首个将新材料科技运用在新能源车的超级电容产品上的专家，此技术在行业内广泛运用之后，大幅度提高了超级电容器的综合性能，凭借极低的体积密度及纳米网格结构的弯曲路径阻止了气态和固态热传导。同时，气凝胶空隙中的空气分子近似静止，趋于“无穷多”的空隙壁使热辐射降至最低气凝胶完美对抗了三种热的传递方式，因此是迄今为止最完美的隔热材料。

李向伟之所以看到碳气凝胶在电容产品上的良好前景是因为，作为新材料方面的专家，他早就认识到：在电池领域，目前锂离子动力电池组热失控事故时有发生，阻止热失控电芯向电池其他系统传热是主要解决思路。气凝胶毡具有防火、隔热、阻燃的特性，是非常理想的预防材料；另外在热电池应用领域，气凝胶作为热电池保温筒的隔热材料能够解决多领域对热电池的高性能、长寿命的要求。目前新开发的气凝胶玻纤毡能够将电池包高温耐受能力提高至800℃以上，大大提高电池的耐热性。

当前国内超级电容器发展迅速，年增长高达200%,但是高端电极材料几乎全部依赖进口活性炭，成本非常高且有一定潜在风而且活性炭电阻率较高，不可避免会有多种金属，灰分等杂质，无法使器件的功率密度，能量密度大幅提高，同时对器件的稳定性及生产设备造成很大风险。超级电容器根据工作原理分为双电层电容器和法拉第赝电容器两种类型。双电层电容器的基本原理是一种静电吸引作用，法拉第赝电容器的工作原理是电解质与电极表面之间发生的氧化还原反应，通过李向伟引领团队设计制造出碳气凝胶的改性制备，可以大大提高电容器性能，降低电容器开发成本。

“双碳”环境下，李向伟研究新材料的深度与广度不仅仅停留在公司这个范围内，他还大力倡导行业与大学等研究机构合作，致力于实现产学研一体化。例如，李向伟主导了公司与天津工业大学、同济大学等国内著名高校的科研团队合作，联合成立了合作实验室研发出了一种新型基础材料——纳米多孔碳气胶囊，利用其表现出低内阻，高功率、高倍率、循环寿命长等优异特性，使超级电容器的综合性能大幅提高，对电化学储能领域产业结构战略性调整发挥巨大推动作用。

纳米多孔碳气胶囊获得了天津科学技术成果鉴定证书，且一经推出就在新能源汽车行业得到了广泛运用，首先是宁波中车在新材料中添加此成分，其次是宁波南车新能源科技公司也开始应用碳气凝胶作为动力型超级电容器储能材料，分别应用与有轨电车和无轨电车，在多个城市实现商业化应用，为“绿色化”、“智能化”的现代公共交通装置提供强劲的“能源芯”。

如今，石油资源的日益紧张以及生态环境的一再恶化使得新能源汽车的研发、推广成为各国汽车工业共同关注的焦点，如今，各国政府包括美国都在不遗余力地推动新能源汽车的发展，面对造价高昂、基础设施欠缺的产业现状，新能源车必须进一步降低成本才能具备竞争力。碳气凝胶在电容产品上的运用为新能源汽车开辟了一条光明大道，大大缓解了石油机械，风力发电等工业问题，取得了良好市场效应。李向伟带领团队在国内率先实施并研发出的碳气凝胶，充分运用到了天津滨海新区等国家重点科技项目中去，为“工业4.0”、“强基工程”等国家重点发展战略提供了良好的解决方案。目前，全球范围内的新能源汽车高速增长几乎已经成为共识，碳气凝胶作为电池热管理的关键材料将扮演重要角色，李向伟和其团队一起也将在优化碳气凝胶在各个领域的运用方面不断贡献着自己的聪明才智。