从发泡材料到有机硅，国产替代战略下的新材料机遇，新能源汽车如何实现突围？ l-山东化工网

从发泡材料到有机硅，国产替代战略下的新材料机遇，新能源汽车如何实现突围？ l

文章来源：贤集网更新时间：2024-11-07 19:29:49

在当今全球汽车产业的发展浪潮中，新能源汽车无疑是备受瞩目的焦点领域。随着市场竞争的日益激烈，行业内卷现象愈发凸显，各大车企及相关企业都在绞尽脑汁寻求突破之道。而在这一过程中，新材料的应用犹如一把隐藏的钥匙，正逐渐开启新能源汽车脱颖而出的大门，为其在激烈的内卷环境中开辟出一条独特的发展路径。

一、新能源汽车发展大势：机遇与挑战并存的内卷战场

近年来，新能源汽车行业呈现出蓬勃发展的态势。政策的大力扶持、环保意识的增强以及科技的不断进步等诸多因素，共同推动着新能源汽车市场规模的迅速扩张。据相关数据显示，2024 年上半年新注册登记新能源汽车 439.7 万辆，同比增长 39.41%，远超同期全部汽车 5.7% 的同比增幅，创历史新高。这一迅猛的发展势头，吸引了众多企业纷纷涌入这一赛道，使得市场竞争日趋白热化，行业内卷现象愈发严重。

在这场激烈的竞争中，新能源汽车企业面临着诸多挑战。一方面，消费者对于新能源汽车的性能、续航里程、充电速度、安全性等方面的要求越来越高。例如，消费者普遍存在的电池续航里程 “焦虑” 问题，以及对快速充电的迫切需求，都成为了车企亟待解决的难题。另一方面，随着越来越多的企业进入市场，产品同质化现象逐渐显现，如何在众多竞品中脱颖而出，打造出具有独特竞争力的新能源汽车产品，成为了各企业思考的重点。

然而，机遇总是与挑战并存。新能源汽车的发展也为相关产业带来了前所未有的发展机遇。其中，新材料产业便是受益颇深的领域之一。随着新能源汽车朝着轻质高强、绿色环保、舒适和安全方向发展，对于各类高性能材料的需求日益增长，这为新材料企业提供了广阔的市场空间，也促使新材料与新能源汽车产业之间的融合日益紧密。

二、关键发泡材料：新能源汽车轻量化与性能提升的幕后英雄

（一）聚氨酯材料：多方位应用的轻量化关键材料

在新能源汽车的众多部件中，聚氨酯材料凭借其优异的耐磨性、耐低温性、耐化学性和加工方式多样性等优势，发挥着至关重要的作用。它广泛应用于座椅、车内地板、遮阳板及保险杠等部件，被认为是实现新能源汽车轻量化的关键材料。据 PUdaily 的分析预测显示，相较于传统汽车，新能源汽车在聚氨酯材料的使用上预计将显著增加，平均增幅约在 20% 至 40% 之间。

以小米 SU7 为例，我们可以清晰地看到聚氨酯材料在新能源汽车中的多样应用。其汽车座椅、车内地毯使用了聚氨酯软泡材料，而聚氨酯软泡复合材料可用在汽车座套、车顶棚内衬、门板扶手等内饰中；仪表盘和方向盘部件内使用聚氨酯材料提升柔软触感；聚氨酯硬泡可制成汽车顶棚，不仅能为车顶提供足够的支撑强度，还能保证吸音降噪且低气味，同时其抗老化作用还可用于汽车玻璃包边；此外，聚氨酯还能用于制造发动机罩盖以降低汽车 NVH（燃油车），以及使用聚氨酯复合材料于承载力要求高的天窗拉板和备胎盖板及汽车内外饰件等。

（二）泡绵材料：动力电池的隐形 “护甲”

除了聚氨酯材料，泡绵在新能源汽车中也扮演着重要角色，尤其是在动力电池的保护方面，堪称隐形 “护甲”。研究表明，25℃是新能源汽车动力电池 “最喜欢” 的工作温度，温度过高或过低都影响驾驶安全。而发泡材料凭借其轻质、阻燃、吸音、缓震等优异特性，能够让电池的自燃温度提高 10℃以上，电池寿命延长 15%。

泡绵在动力电池包中可以提供绝佳的隔热、缓冲、阻燃、密封、支撑、减震等功能，因此，其可在电池包的不同区域位置中使用。例如，在电池电芯间，当电芯发生热胀冷缩时，泡绵能起隔热缓冲作用；当电芯发生热失控时，泡绵能阻止热量的传递，具有阻燃性能；在电池包中，位于液冷板下方或挨着上下箱盖，泡绵可起到支撑、减震作用；还可以用作电池密封圈。

像特斯拉 Model 3 电池 PACK 包就大量使用了有机硅发泡灌封材料来保护单个电芯，阻止电池包上部热量传递，有效预防热失控。福建智为新材料有限公司生产的发泡硅胶，结合了硅胶耐高温、耐老化、电绝缘性及良好的生物相容性等特性与泡绵的轻质、柔软、减震、隔音等优点，不仅具备优异的物理特性和化学稳定性，即使在高达 500℃的极端温度下仍能保持稳定，为新能源电池等关键设备提供持久而高效的隔热保护。合肥祥晨新材料科技有限公司生产的硅胶泡绵，如 XC-800H 这种中应力有机硅发泡硅胶材料，具有优异抗压缩永久变形性能，相较于传统的碳系发泡材料，具有优异的耐高低温（-60 - 200℃）、高阻燃（V-0）极低的烟露浓度等特性，是减震、缓冲、隔音、保护、绝缘和防火的理想材料。此外，3M™的缓冲泡绵应用于软包电芯中，可抑制电池由于充放电造成的电芯膨胀和收缩现象，在汽车行驶过程中保护单个电芯，吸收电芯膨胀应力，起到缓冲作用，从而提升电池寿命，同时还能起到抗位移、分层和变形作用。

三、有机硅材料：全方位赋能 ADAS 与补能领域的得力助手

（一）ADAS 系统保护：从源头提升可靠性

随着科技的发展，越来越多的车辆开始装备 ADAS（智能驾驶辅助系统），为驾驶者带来更安全、更便捷的驾驶体验。据盖世汽车研究院数据，L2 级别（含 L2+、L2++）驾驶辅助方案已在新能源乘用车市场得到广泛应用，2023 年标配量达 370 万辆，市场渗透率超过 51%。然而，作为汽车通往自动驾驶的核心组成部件，ADAS 的可靠性对行车安全至关重要，这也让整车厂商对该产品的可靠性提出了更为严格的要求。

在这方面，全球领先的材料科学公司陶氏公司展示了一系列面向 ADAS 系统保护与装配的高性能有机硅解决方案，包括 ADAS 热管理、严格环境下的电子元器件防护、电磁屏蔽（EMI）和特种保护等，从源头材料端赋能 ADAS 产品可靠性。

例如，陶氏公司在慕尼黑上海电子生产设备展上展出的全球首发新品 —— 陶熙™ TC-6040 导热灌封胶，是一款适用于微电子元器件的高瓦数导热灌封材料，兼具低粘度和优异的流动性，可包覆微小器件。其 4.0W/m・K 的导热系数可带来更佳散热，同时良好的高温稳定性，也可为线圈、功率器件提供可靠保护。此外，陶氏公司还为车载摄像头、雷达等传感器提供可靠防护，推出了包括三防漆、密封胶、粘接剂、灌封胶和凝胶等丰富且可靠的有机硅防护解决方案。

（二）补能领域应用：解决关键技术难题

在新能源汽车用户最为关注的补能领域，有机硅同样大有可为。随着新能源汽车快速普及，用户日益增长的充电需求和充电设施发展不平衡、不充分的矛盾日益凸显，电动汽车用户已经从里程焦虑转变成为对补能焦虑。实施大功率充电技术成为缓解能源补给压力、显著提高充电效率的关键策略。

从车端来看，800V 高压超快充被业内普遍认为是最理想的技术路径和解决方案，但这需要车端和桩端两者兼备。陶氏公司推出的导热系数为 4W/m・K 的灌封胶、为 6W/m・K 的填缝剂等材料，可以很好地匹配车端在 800V 高压平台下的导热需求。

在桩端，功率高达 350kW - 600kW 的液冷超充桩成为充电基础设施建设的新热点。陶氏公司研发并推出的 SILASTIC™ HTE5015-90U 导热硅橡胶，完美解决了水冷超级充电枪方案中的关键技术难题，即冷却水管兼具高导热系数与高强度、高韧性，可为超级充电枪的电缆降温并提供导热保护，同时具有良好的物理特性和抗恶劣环境性能，能为超级充电枪提供长期的保障。

四、新材料产业链：国产替代战略下的发展机遇与挑战

（一）产业链构成与现状

从新能源汽车新材料产业链来看，可分为上游的原料厂商，中游的新材料生产厂家、生产设备厂家，下游的应用厂家，构成了一个超过万亿元的产业链条。

在下游消费方面，我国超越美国成为第一大汽车消费国，每年的新车销售量超过两千万台，保守估算 2035 年我国新能源车的整车销量有望超过 1000 万台的规模，充电桩也会极为普及，有望在全球居于领先位置。下游的巨大市场空间，对于产业链上游的原材料开采、研发，以及中游的新材料生产，都是一个巨大的商机。

然而，我国在新能源汽车新材料领域也面临着诸多挑战。在燃油车时代，由于我国新材料基础研究薄弱，存在重应用轻基础、重模仿轻原始创新、重迭代轻颠覆性等问题，严重制约了汽车业整体技术水平的提升。在更上游的基础原料、核心工艺及生产设备上，我们主要都是严重依赖于海外。中国工程院 2019 年组织研究的制造业 26 个领域中外对比分析报告显示，“新材料领域与制造强国相比差距大，属于对外依存度极高的 8 类产业之一。这不利于新能源汽车产业长期可持续发展，更在国际竞争中面临卡脖子的重大风险。”

（二）国产替代战略与发展趋势

正因如此，国家在新能源产业政策上再三提及新材料的发展，新材料产业链上游和中游的国产替代战略，就成为了必然的路径。过去几年，国家除了大力发展五矿集团、宝钢集团这样的国家队之外，也在不断打造新材料的产业集群，形成以环渤海、长三角、珠三角为重点，东北、中西部特色突出的产业集群分布，这些拥有资金、市场、人才等优势的产业集群，逐步聚集产业链的高端要素和领军企业，孕育着行业的 “隐形冠军”。

随着一系列高新技术的突破，作为我国新材料自主创新和国产替代的突破口，在整车轻量化、电池关键材料、快充技术等下游应用领域，涌现了一批高精尖优的高新技术企业和专精特强的科技型中小企业，市场前景可观。

在具体应用方面，轻量化是先进材料在新能源汽车领域的关键应用点。国内的电池技术水平虽然在全球行业里面比较领先，但是由于使用新能源电池的重量比较大，导致新能源汽车自重偏大，这会对车辆动力性、制动性、被动安全、车辆可靠性和耐久性带来不利影响。通过减重实现整车轻量化，依托于新材料技术的应用，如采用高强度钢、铝合金、镁合金和天然纤维增强聚合物生态复合材料等材料，是解决这一问题的重要手段。

特种钢与复合材料目前也是刚需，日本的神户制钢所开发出可使纯电动汽车用马达减重 2 成的钢材，国内的国创（淄博）中心在特种钢材与新型复合材料领域也有前沿布局，并与相关机构和企业有深度合作，产业化落地方面具有良好发展前景。

快充技术与充电桩普及同样是重点方向，国内企业如宁德时代、比亚迪、广汽等在电池的新材料上重金投入，研发出如广汽集团的 “海绵硅负极片电池技术” 等成果，以提升电池性能，满足市场对快充和长续航的需求。

综上所述，在内卷之下，新材料在新能源汽车的发展中扮演着至关重要的角色。从关键发泡材料助力汽车轻量化和性能提升，到有机硅材料全方位赋能 ADAS 与补能领域，再到新材料产业链在国产替代战略下的机遇与挑战，每一个环节都紧密相连，共同为新能源汽车在激烈的市场竞争中脱颖而出提供了有力支撑。只有不断推动新材料的研发与应用，加强产业链的协同发展，才能让新能源汽车在未来的发展道路上走得更加稳健，实现真正的突围。

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