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從發泡材料到有機硅，國產替代戰略下的新材料機遇，新能源汽車如何實現突圍？ l

文章來源：賢集網更新時間：2024-11-07 19:29:49

在當今全球汽車產業的發展浪潮中，新能源汽車無疑是備受矚目的焦點領域。隨著市場競爭的日益激烈，行業內卷現象愈發凸顯，各大車企及相關企業都在絞盡腦汁尋求突破之道。而在這一過程中，新材料的應用猶如一把隱藏的鑰匙，正逐漸開啟新能源汽車脫穎而出的大門，為其在激烈的內卷環境中開辟出一條獨特的發展路徑。

一、新能源汽車發展大勢：機遇與挑戰并存的內卷戰場

近年來，新能源汽車行業呈現出蓬勃發展的態勢。政策的大力扶持、環保意識的增強以及科技的不斷進步等諸多因素，共同推動著新能源汽車市場規模的迅速擴張。據相關數據顯示，2024 年上半年新注冊登記新能源汽車 439.7 萬輛，同比增長 39.41%，遠超同期全部汽車 5.7% 的同比增幅，創歷史新高。這一迅猛的發展勢頭，吸引了眾多企業紛紛涌入這一賽道，使得市場競爭日趨白熱化，行業內卷現象愈發嚴重。

在這場激烈的競爭中，新能源汽車企業面臨著諸多挑戰。一方面，消費者對于新能源汽車的性能、續航里程、充電速度、安全性等方面的要求越來越高。例如，消費者普遍存在的電池續航里程 “焦慮” 問題，以及對快速充電的迫切需求，都成為了車企亟待解決的難題。另一方面，隨著越來越多的企業進入市場，產品同質化現象逐漸顯現，如何在眾多競品中脫穎而出，打造出具有獨特競爭力的新能源汽車產品，成為了各企業思考的重點。

然而，機遇總是與挑戰并存。新能源汽車的發展也為相關產業帶來了前所未有的發展機遇。其中，新材料產業便是受益頗深的領域之一。隨著新能源汽車朝著輕質高強、綠色環保、舒適和安全方向發展，對于各類高性能材料的需求日益增長，這為新材料企業提供了廣闊的市場空間，也促使新材料與新能源汽車產業之間的融合日益緊密。

二、關鍵發泡材料：新能源汽車輕量化與性能提升的幕后英雄

（一）聚氨酯材料：多方位應用的輕量化關鍵材料

在新能源汽車的眾多部件中，聚氨酯材料憑借其優異的耐磨性、耐低溫性、耐化學性和加工方式多樣性等優勢，發揮著至關重要的作用。它廣泛應用于座椅、車內地板、遮陽板及保險杠等部件，被認為是實現新能源汽車輕量化的關鍵材料。據 PUdaily 的分析預測顯示，相較于傳統汽車，新能源汽車在聚氨酯材料的使用上預計將顯著增加，平均增幅約在 20% 至 40% 之間。

以小米 SU7 為例，我們可以清晰地看到聚氨酯材料在新能源汽車中的多樣應用。其汽車座椅、車內地毯使用了聚氨酯軟泡材料，而聚氨酯軟泡復合材料可用在汽車座套、車頂棚內襯、門板扶手等內飾中；儀表盤和方向盤部件內使用聚氨酯材料提升柔軟觸感；聚氨酯硬泡可制成汽車頂棚，不僅能為車頂提供足夠的支撐強度，還能保證吸音降噪且低氣味，同時其抗老化作用還可用于汽車玻璃包邊；此外，聚氨酯還能用于制造發動機罩蓋以降低汽車 NVH（燃油車），以及使用聚氨酯復合材料于承載力要求高的天窗拉板和備胎蓋板及汽車內外飾件等。

（二）泡綿材料：動力電池的隱形 “護甲”

除了聚氨酯材料，泡綿在新能源汽車中也扮演著重要角色，尤其是在動力電池的保護方面，堪稱隱形 “護甲”。研究表明，25℃是新能源汽車動力電池 “最喜歡” 的工作溫度，溫度過高或過低都影響駕駛安全。而發泡材料憑借其輕質、阻燃、吸音、緩震等優異特性，能夠讓電池的自燃溫度提高 10℃以上，電池壽命延長 15%。

泡綿在動力電池包中可以提供絕佳的隔熱、緩沖、阻燃、密封、支撐、減震等功能，因此，其可在電池包的不同區域位置中使用。例如，在電池電芯間，當電芯發生熱脹冷縮時，泡綿能起隔熱緩沖作用；當電芯發生熱失控時，泡綿能阻止熱量的傳遞，具有阻燃性能；在電池包中，位于液冷板下方或挨著上下箱蓋，泡綿可起到支撐、減震作用；還可以用作電池密封圈。

像特斯拉 Model 3 電池 PACK 包就大量使用了有機硅發泡灌封材料來保護單個電芯，阻止電池包上部熱量傳遞，有效預防熱失控。福建智為新材料有限公司生產的發泡硅膠，結合了硅膠耐高溫、耐老化、電絕緣性及良好的生物相容性等特性與泡綿的輕質、柔軟、減震、隔音等優點，不僅具備優異的物理特性和化學穩定性，即使在高達 500℃的極端溫度下仍能保持穩定，為新能源電池等關鍵設備提供持久而高效的隔熱保護。合肥祥晨新材料科技有限公司生產的硅膠泡綿，如 XC-800H 這種中應力有機硅發泡硅膠材料，具有優異抗壓縮永久變形性能，相較于傳統的碳系發泡材料，具有優異的耐高低溫（-60 - 200℃）、高阻燃（V-0）極低的煙露濃度等特性，是減震、緩沖、隔音、保護、絕緣和防火的理想材料。此外，3M™的緩沖泡綿應用于軟包電芯中，可抑制電池由于充放電造成的電芯膨脹和收縮現象，在汽車行駛過程中保護單個電芯，吸收電芯膨脹應力，起到緩沖作用，從而提升電池壽命，同時還能起到抗位移、分層和變形作用。

三、有機硅材料：全方位賦能 ADAS 與補能領域的得力助手

（一）ADAS 系統保護：從源頭提升可靠性

隨著科技的發展，越來越多的車輛開始裝備 ADAS（智能駕駛輔助系統），為駕駛者帶來更安全、更便捷的駕駛體驗。據蓋世汽車研究院數據，L2 級別（含 L2+、L2++）駕駛輔助方案已在新能源乘用車市場得到廣泛應用，2023 年標配量達 370 萬輛，市場滲透率超過 51%。然而，作為汽車通往自動駕駛的核心組成部件，ADAS 的可靠性對行車安全至關重要，這也讓整車廠商對該產品的可靠性提出了更為嚴格的要求。

在這方面，全球領先的材料科學公司陶氏公司展示了一系列面向 ADAS 系統保護與裝配的高性能有機硅解決方案，包括 ADAS 熱管理、嚴格環境下的電子元器件防護、電磁屏蔽（EMI）和特種保護等，從源頭材料端賦能 ADAS 產品可靠性。

例如，陶氏公司在慕尼黑上海電子生產設備展上展出的全球首發新品 —— 陶熙™ TC-6040 導熱灌封膠，是一款適用于微電子元器件的高瓦數導熱灌封材料，兼具低粘度和優異的流動性，可包覆微小器件。其 4.0W/m?K 的導熱系數可帶來更佳散熱，同時良好的高溫穩定性，也可為線圈、功率器件提供可靠保護。此外，陶氏公司還為車載攝像頭、雷達等傳感器提供可靠防護，推出了包括三防漆、密封膠、粘接劑、灌封膠和凝膠等豐富且可靠的有機硅防護解決方案。

（二）補能領域應用：解決關鍵技術難題

在新能源汽車用戶最為關注的補能領域，有機硅同樣大有可為。隨著新能源汽車快速普及，用戶日益增長的充電需求和充電設施發展不平衡、不充分的矛盾日益凸顯，電動汽車用戶已經從里程焦慮轉變成為對補能焦慮。實施大功率充電技術成為緩解能源補給壓力、顯著提高充電效率的關鍵策略。

從車端來看，800V 高壓超快充被業內普遍認為是最理想的技術路徑和解決方案，但這需要車端和樁端兩者兼備。陶氏公司推出的導熱系數為 4W/m?K 的灌封膠、為 6W/m?K 的填縫劑等材料，可以很好地匹配車端在 800V 高壓平臺下的導熱需求。

在樁端，功率高達 350kW - 600kW 的液冷超充樁成為充電基礎設施建設的新熱點。陶氏公司研發并推出的 SILASTIC™ HTE5015-90U 導熱硅橡膠，完美解決了水冷超級充電槍方案中的關鍵技術難題，即冷卻水管兼具高導熱系數與高強度、高韌性，可為超級充電槍的電纜降溫并提供導熱保護，同時具有良好的物理特性和抗惡劣環境性能，能為超級充電槍提供長期的保障。

四、新材料產業鏈：國產替代戰略下的發展機遇與挑戰

（一）產業鏈構成與現狀

從新能源汽車新材料產業鏈來看，可分為上游的原料廠商，中游的新材料生產廠家、生產設備廠家，下游的應用廠家，構成了一個超過萬億元的產業鏈條。

在下游消費方面，我國超越美國成為第一大汽車消費國，每年的新車銷售量超過兩千萬臺，保守估算 2035 年我國新能源車的整車銷量有望超過 1000 萬臺的規模，充電樁也會極為普及，有望在全球居于領先位置。下游的巨大市場空間，對于產業鏈上游的原材料開采、研發，以及中游的新材料生產，都是一個巨大的商機。

然而，我國在新能源汽車新材料領域也面臨著諸多挑戰。在燃油車時代，由于我國新材料基礎研究薄弱，存在重應用輕基礎、重模仿輕原始創新、重迭代輕顛覆性等問題，嚴重制約了汽車業整體技術水平的提升。在更上游的基礎原料、核心工藝及生產設備上，我們主要都是嚴重依賴于海外。中國工程院 2019 年組織研究的制造業 26 個領域中外對比分析報告顯示，“新材料領域與制造強國相比差距大，屬于對外依存度極高的 8 類產業之一。這不利于新能源汽車產業長期可持續發展，更在國際競爭中面臨卡脖子的重大風險。”

（二）國產替代戰略與發展趨勢

正因如此，國家在新能源產業政策上再三提及新材料的發展，新材料產業鏈上游和中游的國產替代戰略，就成為了必然的路徑。過去幾年，國家除了大力發展五礦集團、寶鋼集團這樣的國家隊之外，也在不斷打造新材料的產業集群，形成以環渤海、長三角、珠三角為重點，東北、中西部特色突出的產業集群分布，這些擁有資金、市場、人才等優勢的產業集群，逐步聚集產業鏈的高端要素和領軍企業，孕育著行業的 “隱形冠軍”。

隨著一系列高新技術的突破，作為我國新材料自主創新和國產替代的突破口，在整車輕量化、電池關鍵材料、快充技術等下游應用領域，涌現了一批高精尖優的高新技術企業和專精特強的科技型中小企業，市場前景可觀。

在具體應用方面，輕量化是先進材料在新能源汽車領域的關鍵應用點。國內的電池技術水平雖然在全球行業里面比較領先，但是由于使用新能源電池的重量比較大，導致新能源汽車自重偏大，這會對車輛動力性、制動性、被動安全、車輛可靠性和耐久性帶來不利影響。通過減重實現整車輕量化，依托于新材料技術的應用，如采用高強度鋼、鋁合金、鎂合金和天然纖維增強聚合物生態復合材料等材料，是解決這一問題的重要手段。

特種鋼與復合材料目前也是剛需，日本的神戶制鋼所開發出可使純電動汽車用馬達減重 2 成的鋼材，國內的國創（淄博）中心在特種鋼材與新型復合材料領域也有前沿布局，并與相關機構和企業有深度合作，產業化落地方面具有良好發展前景。

快充技術與充電樁普及同樣是重點方向，國內企業如寧德時代、比亞迪、廣汽等在電池的新材料上重金投入，研發出如廣汽集團的 “海綿硅負極片電池技術” 等成果，以提升電池性能，滿足市場對快充和長續航的需求。

綜上所述，在內卷之下，新材料在新能源汽車的發展中扮演著至關重要的角色。從關鍵發泡材料助力汽車輕量化和性能提升，到有機硅材料全方位賦能 ADAS 與補能領域，再到新材料產業鏈在國產替代戰略下的機遇與挑戰，每一個環節都緊密相連，共同為新能源汽車在激烈的市場競爭中脫穎而出提供了有力支撐。只有不斷推動新材料的研發與應用，加強產業鏈的協同發展，才能讓新能源汽車在未來的發展道路上走得更加穩健，實現真正的突圍。

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