氧化物气凝胶隔热材料在高温区（＞1000℃）容易发生晶型转变及颗粒的烧结，其耐温性相对较差，但是其在中高温区（＜1000℃）具备较低的热导率。
氧化物气凝胶隔热材料主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。
SiO2气凝胶隔热材料是目前隔热领域研究多也是较为成熟的一种耐高温气凝胶，其孔隙率高达80%~99.8%，孔洞的典型尺寸为1~100nm，比表面积为200~1000m2/g，而密度可低达3kg/m3，室温热导率可低达12m.W/（m·K）。
ZrO2气凝胶隔热材料的孔径小于空气分子的平均自由程，在气凝胶中没有空气对流，孔隙率，固体所占的体积比很低，使气凝胶的热导率很低。与SiO2气凝胶材料相比，ZrO2气凝胶的高温热导率更低，更适宜于高温段的隔热应用，在作为高温隔热保温材料方面具有的应用潜力。目前关于ZrO2气凝胶应用于隔热领域的报道还比较少，研究者主要致力于ZrO2气凝胶制备工艺的研究。
氧化铝气凝胶隔热材料具有纳米多孔结构、使其具有更轻质量、更小体积达到等效的隔热效果，同时具有高孔隙率、高比表面积和开放的织态结构，在催化剂和催化载体方面具有潜在的应用价值。氧化铝气凝胶还可用作高压绝缘材料，高速或超速集成电路的衬底材料，真空电极的隔离介质以及超级电容器。
气凝胶隔热材料可用于超声速的热防护，装甲车、船舶等的大功率发动机隔热，工业用高温炉的隔热以及热电池、绿色智能建筑的保温等；作为防火分隔材料，可用于大型船舶、高层建筑物中防火门、防火舱壁的制造；可用于特种服装（防寒服、消防服、防弹背心）制造、隔音材料、催化剂载体等。
在低温环境下，电动汽车的续航里程会出现明显的缩减，更有甚者损失过半里程，连为“冷冰冰”的电池充电也是件困难的事。如果在气温到了零摄氏度以下，电动车的行程里程甚至会比正常情况降低三成。而气凝胶隔热材料由于自身具有导热系数低、保温效果好、A级防火性能、厚度薄、质量轻、使用方便等特点，可以很好的解决新能源汽车电池包温度过低的问题。气凝胶隔热片可耐60分钟火焰穿透测试，同时符合RoHS检测标准，且高温条件下无有毒有害气体产生。只需传统材料1/5~1/3的厚度即可达到相同的保温效果，为空间有限的电池包节省更多宝贵空间，同等厚度保温效果较传统气凝胶隔热材料更持久，非常好的解决寒冷冬季，新能源电池包续航能力下降的问题，提高电力利用效率同时还能延长电池包的使用寿命。
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