新能源產(chǎn)業(yè)應用即將迎來爆發(fā)式增長 氣凝膠行業(yè)未來發(fā)展如何

• 吳澳燕 2022年12月26日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1493 99
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氣凝膠是指通過溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態(tài)材料。如明膠、阿拉伯膠、硅膠、毛發(fā)、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質(zhì)，即具膨脹作用、觸變作用、離漿作用。

氣凝膠是指通過溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態(tài)材料。如明膠、阿拉伯膠、硅膠、毛發(fā)、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質(zhì)，即具膨脹作用、觸變作用、離漿作用。

相比其他保溫材料，氣凝膠導熱系數(shù)最低、質(zhì)量最輕，耐熱溫度更高。實現(xiàn)相同保溫效果，氣凝膠厚度不足其余材料1/3;厚度更薄，散熱面積更小，管線溫降更低，熱效率更高，同時最大限度節(jié)約空間;若地下管道保溫，則大幅減少開挖量。

傳統(tǒng)保溫材料如巖棉、聚氨酯等在長期使用過程中容易吸水，一方面影響保溫效果，另一方面在吸水后由于重力作用導致保溫材料分布不均勻，尤其是在管道保溫的使用場景下，容易造成保溫材料在管道下部堆積，最終影響使用壽命。氣凝膠則具有優(yōu)異的防水效果，其憎水率達 99%以上，在長期使用過程中仍能保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和隔熱效果。

新能源產(chǎn)業(yè)應用即將迎來爆發(fā)式增長

氣凝膠是目前已知導熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料。氣凝膠具有重量輕、隔熱能力強、使用壽命長等多種優(yōu)勢，在石油化工、航天軍工、建筑建造、工業(yè)隔熱、交通等領域有廣泛應用。其中，隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)鏈的崛起，氣凝膠在新能源領域的應用快速增長。

氣凝膠是導熱系數(shù)最低的固體材料，隔熱效果好，不燃，相比傳統(tǒng)保溫材料，只需1/5-1/3的厚度即可達到相同的保溫效果(Aspen應用于鋰電池包的PyroThin氣凝膠材料厚度僅2-3mm)，為動力電池節(jié)省更多空間，并且保溫效果及溫度更穩(wěn)定，是用于動力電池熱防護、延緩或阻止電池起火爆炸方面性能較有前景的材料之一。

氣凝膠在新能源車另一個應用場景在于磷酸鐵鋰電池的低溫保護。長時間的低溫會對磷酸鐵鋰電池正負極(正極在低溫下容易極化，降低電池容量;負極容易析出金屬鋰)、電解液(電解液黏度增加會使鋰離子遷移阻抗增大)和粘結(jié)劑(低溫降低粘結(jié)劑性能)的性能有一定影響，使得磷酸鐵鋰電池在低于0℃的低溫下會發(fā)生電池容量衰減和續(xù)航能力下降，限制了磷酸鐵鋰電池在低溫場景的使用，需要對電池進行熱管理才能提高電池的使用效率。

氣凝膠擁有出色的保溫性能，使用在PACK箱外側(cè)能夠使磷酸鐵鋰電池內(nèi)的電芯不受低溫影響。隨著磷酸鐵鋰電芯占比不斷上升，我們預計這一應用場景對氣凝膠的需求也將提升。隨著氣凝膠國產(chǎn)化突破，氣凝膠成本的降低將帶來需求的快速增長。

氣凝膠行業(yè)市場規(guī)模

作為材料領域的“隔熱王者”，氣凝膠是目前已知導熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料、由于防火等級高、防水效果好、使用溫度范圍廣、使用壽命長等優(yōu)良性能，過去一直應用于航天軍工、石化等領域。近幾年新能源汽車動力電池也開始加入了氣凝膠材料的應用場景，隨著技術(shù)迭代、產(chǎn)業(yè)躍遷及大規(guī)模量產(chǎn)后帶來的降本效應，相信氣凝膠的商業(yè)應用場景也會迅速增加，惠及一系列需要滿足防寒、隔熱、防火、防水、降噪等相關領域的產(chǎn)業(yè)基礎材料中，其中包括了綠色節(jié)能建筑、新基建、服裝等。

近年來，中國氣凝膠市場規(guī)模一直保持增長趨勢，2021年我國氣凝膠市場規(guī)模達到17.56億元，同比增長25.34%，2022年一季度我國氣凝膠市場規(guī)模達到5.37億元。

目前，我國建成以及在建的二氧化硅年產(chǎn)能超過13萬立方米，預計兩年內(nèi)我國超臨界氣凝膠制品產(chǎn)能將超過20萬立方。我國氣凝膠行業(yè)主要產(chǎn)品還較為初級，大多數(shù)企業(yè)能夠生產(chǎn)氣凝膠粉體顆粒，但是不能生產(chǎn)氣凝膠復合材料產(chǎn)品。

氣凝膠行業(yè)未來發(fā)展如何

氣凝膠行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的最下游是動力電池廠商，中游的是一些模切涂膠封裝廠商，然后是上游的原材料廠。目前產(chǎn)業(yè)的商業(yè)鏈條是由寧德時代這類電池廠商向模切廠下單，由模切廠向上游原材料商采購原材料加工成最終用在電池上的氣凝膠產(chǎn)品。

氣凝膠主要材料特性為高空隙率、高比表面積、高比熱容等，其實氣凝膠并不是一個特別新的東西，之前已經(jīng)廣泛應用到了石油管道隔熱以及軍工航天航空等領域，在國外的建筑領域，氣凝膠也有廣泛的應用，因為它本身的隔熱性能非常好，這也是它應用最廣的一個點。氣凝膠也是十大新材料中唯一一個大規(guī)模落地于實際商業(yè)場景的材料。

氣凝膠受到關注主要是因為新的商業(yè)場景的出現(xiàn)，目前動力電池對氣凝膠的需求很大，核心還是防火隔熱需求的推動，由于電池本身特殊的化學性質(zhì)，在一定的溫度下會發(fā)生熱失控，這是新能源汽車必須要解決的問題，因此熱管理變得很重要。

“雙碳”背景之下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的增長勢必會拉動氣凝膠市場需求的整體增長。除了動力電池之外，氣凝膠還可以應用于汽車的整車結(jié)構(gòu)，如車頂、門框、發(fā)動機罩等，可以起到車廂內(nèi)保溫、節(jié)能減排的效果，且相對于普通材料，氣凝膠的車內(nèi)占用空間可大幅縮小。

在氣凝膠市場增長的過程中，行業(yè)有望迎來進一步的技術(shù)與自動化生產(chǎn)的改革從而帶來的降本效應。新技術(shù)應用于產(chǎn)業(yè)，需要跨過重要的節(jié)點是成本的控制，制約市場規(guī)模擴容的核心因素也是成本。

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