主なポイント：
1. EVバッテリー用ナノ耐火コーティングシステムは3つの機能層を統合している — エアロゲルナノ断熱層（0.013-0.018W/mK、1300°C/2h）、膨張型耐火コーティング（1200°C、熱暴走遅延51%）、セラミック化シリコーンゴム封止層（1300°C／30分以上）。
2. 南京工業大学のセラミックエアロゲル「ファイアウォール」はわずか0.09インチ（2.3mm）の厚さで、1000°C／5分に曝されても裏面temperatureを100°C以下に保つ — CATL、BYD、小米SU7により量産採用されている。
3. GB 38031-2025は熱暴走後の避難時間を5分以上と義務付けている；次世代規制は120分を目標としており — ナノ耐火材料を「オプション」から「必須」へと推し進めている。
電気自動車の普及により、「バッテリーの熱暴走」は実験室のSafety試験トピックから一般の懸念事項へと変わった。リチウムイオンバッテリーが内部短絡、過充電、または機械的損傷によって熱暴走を引き起こすと、個々のセルtemperatureは数秒以内に600〜1000°Cまで急上昇し、熱伝導、放射、およびHigh Temperature粒子の噴出を通じて隣接するセルに連鎖反応を引き起こす。EVバッテリーパック用ナノ断熱耐火コーティングは、セルとモジュール間に熱遮断壁を構築するための中核となる材料システムである。
熱暴走伝播の物理 — 運用環境はどれほど過酷か？
Direct answer:単セルの熱暴走ピークtemperatureは800〜1200°Cに達します（NCM三元リチウム：最大1200°C、LFP：約600〜800°C）、持続時間は30秒から数分です。隣接するセル間のFireproofコーティングは、少なくとも1000°Cの炎およびHigh Temperatureガス流の衝撃下で構造的完全性と断熱機能を維持しなければならず、これは従来の建築用FireproofコーティングのUseConditions（通常800°C未満／30分）を大幅に上回ります。
3つの熱暴走伝播経路：(1) 熱伝導 — セル間の超低熱伝導率ナノ断熱パッド（エアロゲルまたはSUPHIP®ナノコンポジット、0.013〜0.04W/mK — アルミニウム合金の1/5000）により遮断。(2) 熱放射 — 1200°CのセルSurface放射熱流束は約200kW/m²であり、断熱コーティング中の赤外反射／吸収ナノフィラー（TiO2、ATO、SiC）により遮断。(3) High Temperature粒子噴出 — Safety弁開放によりHigh Temperature電解液蒸気および溶融Metal粒子（Alは>660°C、Cuは>1085°C）が放出され、20〜50倍に膨張して多孔質炭化層を形成する膨張性コーティングにより遮断。
データ根拠： GB 38031-2025では、熱暴走誘発後、5分以上の間、外部火炎や爆発が発生してはならないと規定されています。UN GTR No.20およびEU ECE R100.03にも同様のRequirementsがあります。次世代規制（2027〜2028年予測）は30〜120分の避難時間を目標としており、耐火コーティングPerformanceの質的な飛躍が求められます。
出典: GB 38031-2025、UN GTR No.20、IDTechEx Fireproof保護材料レポート 2025
4層ナノFireproof構造
層1：ナノエアロゲル断熱コア。 SiO2エアロゲル — 「固体の煙」 — 既知の固体の中で最も低い熱伝導率（0.013-0.018W/mK）、気孔率95%以上、孔径2-50nm（空気の平均自由行程約70nmより小さく、気体伝導を効果的に抑制）。南京工業大学の2025の突破：(1) 超臨界CO2乾燥と99.5%のエタノール再利用により製造コストを50%以上削減；(2) 繊維強化と弾性構造設計（弾性回復率90%以上）により従来のエアロゲルの脆さを解決 — 繰り返しのセル膨張/収縮サイクルに耐えられる。
第2層：膨張型Fireproof塗料。 EP/MAP-Cuシステム（エポキシ／変性ポリリン酸アンモニウム-銅イオン）— 2025-2026年 NSFC支援の最先端研究。作用原理：High TemperatureでのMAP分解 → リン酸がエポキシの炭化を触媒 → Cu2+が炭素層の架橋を触媒 → 炭素層の厚さが元の塗膜の20〜50倍に。実験：1.5mmの塗膜を1200°Cのブタン火炎に曝したが、裏面temperatureはわずか93°C（temperature上昇を36%低減）、熱暴走の開始が51%遅延。
第3層：セラミック化シリコーンゴム封止層。 800〜1300°Cの炎の下で、シリコーンゴム中のナノマイカ／カオリン充填剤と白金触媒が相乗的に作用し：シリコーンの側鎖が分解 → 残留したSiO2がナノ充填剤と焼結して緻密なセラミック保護殻を形成 — 柔軟なエラストマーから硬質なセラミックバリアへとその場で変換。1300°Cの炎貫通試験を30分以上、故障ゼロでクリア。
出典： 南京工業大学／Interesting Engineering（2025）、NAGASE SUPHIP®、MDPI Gels（202510月）
よくある質問（FAQ）
ナノ耐火コーティングはバッテリーパックにどの程度のWeightを追加しますか？
エアロゲル断熱パッドの面Density：約200〜400g/m²；80kWhパック（約200セル、セル間面積約8m²）：追加Weight約1.6〜3.2kg — パック総Weightの1%未満。膨張性コーティングは約0.5〜1.0kgを追加。得られるFireproofSecurityの恩恵に比べ、Weight増は無視できるレベル。
Fireproof塗料は電池の放熱に影響を与えますか？
ナノ断熱コーティングの設計は「指向性断熱」を目指している――すなわち、セル間の熱暴走伝播（法線方向）を遮断しつつ、セル底面や側面における通常の放熱経路（接線方向）には影響を与えないことである。コーティングの選択的適用（セルの大面同士の間のみ）により、精密な熱管理制御が可能となる。
Q：LFP電池は耐火塗料を必要としますか？
はい。LFP（LiFePO4）の熱安定性はNCM/NCAを上回りますが（発火開始temperature：約250°C対180°C、発熱ピーク：約600〜800°C対1000〜1200°C）、熱暴走が引き起こされると、LFPセルもHigh Temperatureのガスや粒子を噴出します。モジュールレベルでの伝播リスクは依然として存在します。LFPシステムでは比較的薄い塗膜（NCMの2〜4mmに対して1〜2mm）をUseできます。
References： GB 38031-2025、南京工業大学（2025）、NAGASE SUPHIP®、MDPI Gels（202510月）、IDTechEx 2025-2035
公開日：2026年7月6日 | カテゴリ：技術知識