來(lái)源|中信證券,寧德時(shí)代
4月17日,寧德時(shí)代麒麟電池全球量產(chǎn)首發(fā)車型極氪009ME版正式交付。
2022年6月,寧德時(shí)代正式發(fā)布了 CTP3.0麒麟電池,系統(tǒng)集成度再創(chuàng)全球新高,體積利用率破72%,增加6%的能量空間,能量密度高達(dá)255Wh/kg,可實(shí)現(xiàn)整車1000公里續(xù)航。麒麟電池和登月火箭、核聚變反應(yīng)堆并列,被美國(guó)《時(shí)代》周刊評(píng)為2022年最佳發(fā)明。
電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池高性能、長(zhǎng)續(xù)航的追求必然要面對(duì)電池?zé)崾Э貛?lái)的安全性問(wèn)題。目前,消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的需求已經(jīng)從“里程焦慮”轉(zhuǎn)向“安全焦慮”,“熱失控”已經(jīng)成為電動(dòng)車安全問(wèn)題核心考量因素。
除熱管理系統(tǒng)外,動(dòng)力電池通常使用高導(dǎo)熱性、強(qiáng)絕緣性的導(dǎo)熱膠為動(dòng)力電池傳導(dǎo)熱量,降低電芯間溫差。電動(dòng)車的“里程焦慮”與“安全焦慮”推動(dòng)了導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的爆發(fā)。
01
膠粘劑,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池持久動(dòng)力的“肌膜組織”
動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的心臟,膠粘劑等材料是實(shí)現(xiàn)心臟持久動(dòng)力的“肌膜組織”。電芯成組裝配和Pack組裝是動(dòng)力電池生產(chǎn)線中的重要環(huán)節(jié),都會(huì)涉及到直接影響動(dòng)力電池導(dǎo)熱性能、耐老化強(qiáng)度、電氣絕緣性、阻燃性和使用壽命的膠粘劑材料。
動(dòng)力電池組裝。來(lái)源:昌德膠業(yè)
電芯層面,一方面需要隔絕外界溫度變化對(duì)電芯的影響,一方面需降低相鄰電芯互相的熱量影響,隔熱材料的隔熱性、耐熱性和阻燃性都是重要改進(jìn)方向。極耳膠帶需要具有耐高溫,耐熱,耐鋰離子電池電解液,耐溶劑,高電氣絕緣性,粘著力適宜和貼服性以及再剝離不殘膠等特性。
電芯用膠。來(lái)源:漢高官網(wǎng),中信證券
傳統(tǒng)的電池模組熱管理,一般由電池模組、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、電氣系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件組成,每個(gè)電池模組又包含一組單個(gè)電芯。這一設(shè)計(jì)有助于對(duì)電池模組進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)和維修。此外還能為電池提供碰撞和環(huán)境保護(hù),在模組之間和模組周圍形成電氣隔離,在熱失控的情況下有助于防止火勢(shì)蔓延。不同性能的膠粘劑分別用來(lái)提升動(dòng)力電池的機(jī)械強(qiáng)度、熱管理性能、防外界干擾性能。
電池模組用膠。來(lái)源:漢高,中信證券
電池包層面,應(yīng)用的膠粘劑主要有結(jié)構(gòu)膠(導(dǎo)熱與絕緣)、灌封和密封膠(密封和導(dǎo)熱)、功能性膠(導(dǎo)熱和導(dǎo)電)幾種。結(jié)構(gòu)膠主要用于結(jié)構(gòu)件的固定和上下殼體與電芯的連接,密封膠主要用于殼體的密封保護(hù),灌封膠主要起到灌封和導(dǎo)熱作用,而功能性膠擁有導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能,是動(dòng)力電池安全管理重要組成部分。
電池包用膠。來(lái)源:漢高官網(wǎng),中信證券
02
安全事故頻發(fā),熱管理需求持續(xù)提升。
“熱失控”是電池內(nèi)部出現(xiàn)放熱連鎖反應(yīng)引起電池溫升速率急劇變化的過(guò)熱現(xiàn)象,發(fā)生時(shí)通常伴隨著冒煙、起火、爆炸等危害。
在電池組中,若局部區(qū)域電池發(fā)生的熱失控事件失去控制,將擴(kuò)展到周圍區(qū)域的電池,引起熱失控在系統(tǒng)內(nèi)擴(kuò)展而導(dǎo)致不可控的危害,抑制熱失控尤為重要。
熱失控發(fā)生的誘因可分為機(jī)械濫用(碰撞、擠壓、穿透等)、電濫用(外短路、過(guò)充電、過(guò)放電等)和熱濫用(局部過(guò)熱等)。
電池?zé)崾Э胤磻?yīng)。來(lái)源:巖拓新材料
熱失控?cái)U(kuò)展典型事故。來(lái)源:鋰離子電池?zé)崾Э財(cái)U(kuò)展特征及抑制策略研究進(jìn)展,中信證券研究部
對(duì)抗沖擊能力及震動(dòng)穩(wěn)定性等良好機(jī)械安全性的需求提升,是使得電動(dòng)汽車內(nèi)導(dǎo)熱、隔熱材料需求提升的原因之一。
03
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和集成度的提升,帶動(dòng)膠及結(jié)構(gòu)制件價(jià)值量提升。
傳統(tǒng)電芯-電池模組-電池包集成設(shè)計(jì)中,模組存在機(jī)械連接較方便、無(wú)需結(jié)構(gòu)膠等膠粘劑,但橫梁和縱梁占用許多空間,螺栓等附件增加了重量,很大程度上限制了電池包容量和能量密度的提升。
Cell to Pack(CTP):減少或去除電池“電芯-模組-整包”的三級(jí)Pack結(jié)構(gòu)的技術(shù)。目前有以比亞迪刀片電池為代表的徹底取消模組的方案和以寧德時(shí)代CTP技術(shù)為代表的小模組組合成大模組等兩種不同的技術(shù)路線方案。CTP中電芯熱失控管理難度加大,對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱膠對(duì)模組散熱的要求,以及外部隔熱膠隔熱和阻燃的要求更高。
寧德時(shí)代CTP3.0技術(shù)。來(lái)源:寧德時(shí)代
Cell to Chassis(CTC):直接由電芯作為車身的一部分,電池包上蓋與車身地板融合,取消模組設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高系統(tǒng)集成效率。CTC方案中,特斯拉車輛重量減少10%,續(xù)航里程增加14%;零跑汽車綜合續(xù)航增加10%。一體化使得CTB技術(shù)中結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度要求提升。
特斯拉CTC技術(shù)。來(lái)源:特斯拉
Cell to Body (CTB):車身地板集成電池上蓋-電芯-托盤,將電芯集成于電池上蓋成為一個(gè)整車三明治結(jié)構(gòu)。車身電池一體化結(jié)構(gòu)需要在殼體中加入緩沖材料。
比亞迪CTB技術(shù)。來(lái)源:比亞迪
04
電池?zé)峁芾硇枨螅簩?dǎo)熱、保溫、隔熱三管齊下。
相比于傳統(tǒng)汽車,電動(dòng)汽車由于增加了電池、電機(jī)、電控等部件,對(duì)于熱管理所用膠粘劑在性能、數(shù)量上都帶來(lái)了更大的市場(chǎng)空間。
相比于傳統(tǒng)電機(jī),電動(dòng)汽車的電機(jī)對(duì)于整體尺寸、功率密度要求更高,對(duì)膠粘劑的應(yīng)用性能也提出更高要求。膠粘劑在電機(jī)中的作用主要是連接磁體和疊片,連接軸和轉(zhuǎn)子,以及連接定子和外殼。不僅可以起到振動(dòng)、腐蝕的保護(hù)作用,也可以緩沖定子和外殼不同的熱膨脹系數(shù)而可能產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
電機(jī)中的主要用膠點(diǎn)。
電控中IGBT灌封的用膠點(diǎn)。
導(dǎo)熱需求:鋰離子電池充放電電流較大,散熱條件較差,會(huì)引起電池內(nèi)部溫度升高。而車輛底盤空間有限,電池模塊必須緊密排列,將導(dǎo)致熱量堆積,且不同位置的電芯溫度往往也不完全一致。離子電池工作溫度在30-40℃時(shí),溫度每升高1℃,電池使用壽命越降低2個(gè)月。
鋰電池導(dǎo)熱膠和隔熱膠性能需求。來(lái)源:博詹咨詢,中信證券
隔熱需求:
導(dǎo)熱不暢情況下,過(guò)高的溫度易導(dǎo)致冒煙、起火、爆炸等危險(xiǎn),需要在良好隔熱條件的基礎(chǔ)上保證阻燃效果。
而
平衡電池效率與熱安全保護(hù),需防止單體熱擴(kuò)散。為了防止電池單體自燃擴(kuò)散至整個(gè)動(dòng)力電池包,廠商一般通過(guò)控制影響(如隔熱)和保持溫度(如泄壓、散熱)兩方面解決。
預(yù)防階段,隔熱材料通過(guò)減少外部溫差變化對(duì)電池的影響,從源頭減少熱失控事故;事故發(fā)生時(shí),隔熱材料可以減緩電芯爆燃散發(fā)熱量對(duì)臨近電芯以及整車的影響,為乘客爭(zhēng)取逃生時(shí)間,最小化熱失控事故的影響。
目前隔熱材料主要以氣凝膠墊、硅橡膠(陶瓷化)、阻燃泡棉、云母板為主,而有機(jī)硅因高耐熱性,高彈性和成本合理或?qū)⒊蔀橹髁鳌S捎诓煌螤铍娦镜呐蛎浡?、比表面積、熱失控難易程度不同,不同公司采用不同防火隔熱材料進(jìn)行隔熱處理。
各個(gè)企業(yè)膠粘劑代表性解決方案。來(lái)源:公司公告,中信證券
2020年以來(lái),寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、比亞迪等動(dòng)力鋰電池廠商紛紛應(yīng)用氣凝膠氈等材料提升電池包的熱防控性能。主機(jī)廠也積極參與到電池PACK設(shè)計(jì)中,在隔熱阻燃材料方面提出新的技術(shù)方案,如上汽榮威應(yīng)用的“防火罩”產(chǎn)品。
動(dòng)力電池?zé)峁芾砀魺岵牧蠈?duì)比。來(lái)源:GGII,中信證券
保溫需求:低溫下,電池的電化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)深度降低,從而導(dǎo)致電池容量下降,動(dòng)力電池宏觀表現(xiàn)出冬季環(huán)境下電動(dòng)汽車“虧電”現(xiàn)象。
05
CTP技術(shù)下的熱管理
從熱管理的角度來(lái)看,基于模組化的電池包通常使用至少兩種熱界面材料(TIM)或“填縫膠”(GF)。在液冷板的幫助下,兩種填縫膠有助于調(diào)節(jié)模組的溫度,確保安全高效的性能。
方形電池構(gòu)成的模組電池包結(jié)構(gòu)橫截面。來(lái)源:派克洛德,中信證券
基于新型CTP設(shè)計(jì)的熱管理方法,可以減少一半的熱界面材料,從原有模組上層電芯至模組(CTM)填縫膠和下層模組至電池包(MTP)的填縫膠變成1層電芯到冷卻板的導(dǎo)熱膠粘劑;并從原有4個(gè)接口變?yōu)楝F(xiàn)有2個(gè)接口,還去掉了模組外殼。
無(wú)模組CTP電池包結(jié)構(gòu)橫截面。來(lái)源:派克洛德,中信證券
設(shè)計(jì)顯著降低了電池堆的熱阻,進(jìn)而降低冷卻板的冷卻(或加熱)負(fù)荷,支持使用導(dǎo)熱率較低的填縫膠。另一方面,由于不再使用模組外殼來(lái)防止電池受到環(huán)境影響,需要導(dǎo)熱膠擁有更嚴(yán)格的環(huán)境耐受性和機(jī)械性能。
在CTP電池中,膠粘劑代替原來(lái)模組結(jié)構(gòu)的機(jī)械連接,對(duì)于強(qiáng)度、柔韌性、耐老化、阻燃絕緣和導(dǎo)熱性也有較高的性能要求。通常使用結(jié)構(gòu)膠實(shí)現(xiàn)以上性能,為動(dòng)力電池提供防護(hù)效果,并實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)膠粘劑的四種常見(jiàn)受力方式是拉伸、剪切、劈裂和剝離,因此要求結(jié)構(gòu)膠在應(yīng)對(duì)這些物理作用力時(shí)有良好的機(jī)械性能。
06
CTP3.0麒麟電池,打開(kāi)熱管理價(jià)值增量空間
寧德時(shí)代指出,CTP3.0 麒麟電池開(kāi)創(chuàng)性地取消了橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本各自獨(dú)立的設(shè)計(jì),集成為多功能彈性?shī)A層,提高系統(tǒng)集成效率。通過(guò)電芯大面冷卻技術(shù),
電池?fù)Q熱面積擴(kuò)大4倍,導(dǎo)熱性能提升50%,麒麟電池支持5分鐘快速熱啟動(dòng)及10分鐘快充。在相同的化學(xué)體系、同等電池包尺寸下,麒麟電池包的電量,相比4680系統(tǒng)提升13%。
CTP3.0 麒麟電池。來(lái)源:寧德時(shí)代
值得一提的是,在極端情況時(shí),麒麟電池電芯可急速降溫有效阻隔電芯間的異常熱量傳導(dǎo),并有效避免電池非正常工作溫度造成的不可逆損傷,整體提升電芯壽命與安全。
此外,CTP3.0 麒麟電池針對(duì)全生命周期電化學(xué)反應(yīng)、水冷系統(tǒng)實(shí)車需求等進(jìn)行全面模擬仿真,在多功能彈性?shī)A層內(nèi)搭建微米橋連接裝置靈活配合電芯呼吸進(jìn)行自由伸縮,提升電芯全生命周期可靠性。
CTP技術(shù)迭代過(guò)程中,由于膠粘劑的性能同步提升,動(dòng)力電池施膠總量不斷遞減。但
高性能膠粘劑帶來(lái)高單價(jià),使得動(dòng)力電池單車價(jià)值量呈遞增趨勢(shì)。
集成度提高帶來(lái)電池上蓋和車身地板間減震保護(hù)與絕緣需求,
絕緣緩沖墊將成為動(dòng)力電池膠粘劑最大增量。
同時(shí)電池安全性對(duì)封裝過(guò)程中使用的密封膠提出了更高的性能需求,預(yù)計(jì)也將成為膠粘劑關(guān)注重點(diǎn)。
以一個(gè)CTP磷酸鐵鋰電池包為例,通常需要導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠2.5kg,無(wú)導(dǎo)熱作用的結(jié)構(gòu)膠1kg,密封膠0.7kg左右。
麒麟電池 CTP3.0 結(jié)構(gòu)用膠點(diǎn)。來(lái)源:寧德時(shí)代,中信證券
07三大應(yīng)用體系,功能膠需求持續(xù)提升
結(jié)構(gòu)膠:滿足機(jī)械性能需求,實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)膠是指應(yīng)用于受力結(jié)構(gòu)件膠接場(chǎng)合,能承受較大動(dòng)負(fù)荷、靜負(fù)荷并能長(zhǎng)期使用的膠粘劑。在動(dòng)力電池中,主要用于粘接電芯與電芯、電芯與泡棉、電芯和模組外殼等,使電芯與模組成為一體化,滿足模組的振動(dòng)、沖擊和跌落等要求。
結(jié)構(gòu)膠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。來(lái)源:中信證券
結(jié)構(gòu)膠主要有聚氨酯結(jié)構(gòu)膠、丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、硅膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠、UV膠和耐高溫?zé)崛勰z等可分別應(yīng)用于不同場(chǎng)景。
密封膠:為動(dòng)力電池應(yīng)對(duì)復(fù)雜使用環(huán)境提供防護(hù)。密封膠又稱密封劑、密封材料,密封膠是以非定型狀態(tài)嵌填接縫,并與接縫表現(xiàn)粘接成一體,實(shí)現(xiàn)接縫空封的材料。主要由基料、增塑劑、防腐劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑、填料、固化劑等組成。
按主要成分,分為聚硫密封膠、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、丙烯酸酯密封膠、環(huán)氧樹(shù)脂膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠,其中聚硫密封膠、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠為目前性能最好的三大彈性密封膠。按形態(tài)分,可分為膏狀密封膠、液態(tài)彈性密封膠、熱熔密封膠和液體密封膠。
密封膠成分和性能對(duì)比。來(lái)源:率捷咨詢,中信證券
灌封膠:兼顧密封與導(dǎo)熱,發(fā)泡膠逐步替代。灌封膠灌注于電芯間,有效填充和保護(hù)電池,并作為輔助導(dǎo)熱材料及時(shí)傳導(dǎo)熱量。
灌封膠材料主要有,環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠:?jiǎn)谓M份環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠、雙組份環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠;硅橡膠灌封膠:室溫硫化硅橡膠、雙組份加成形硅橡膠灌封膠、雙組份縮合型硅橡膠灌封膠;聚氨酯灌封膠:雙組份聚氨酯灌封膠。
輕量化趨勢(shì)下,發(fā)泡膠相較于灌封膠質(zhì)量更小、抗震和隔熱效果更好,逐步替代灌封膠在動(dòng)力電池中的應(yīng)用,灌封膠需求遞減。
三種化學(xué)體系的灌封膠性能對(duì)比。來(lái)源:博詹咨詢,中信證券
導(dǎo)熱膠主要用于完成電芯與電芯之間,以及電芯與液冷管之間的熱傳導(dǎo),使用形式包括墊片、灌封、填充等。
導(dǎo)熱膠主要由樹(shù)脂基體(環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅和聚氨酯等)和導(dǎo)熱填料(提高導(dǎo)熱性,有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅(Si3N4)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)等)組成)。
液冷模式下,導(dǎo)熱膠有重要的輔助作用。導(dǎo)熱系數(shù)越高的導(dǎo)熱膠對(duì)降低電池的溫升和溫差越明顯,電池溫度分布也越均衡。由于動(dòng)力電池電芯的最佳工作溫度一般為20-40℃之間,導(dǎo)熱膠的熱量傳導(dǎo)可以有效降低電芯溫度和電芯間的溫差,對(duì)于維護(hù)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的正常運(yùn)行具有非常顯著的效用。
膠帶:結(jié)構(gòu)固定與電氣絕緣,關(guān)注膠粘劑和基材性能。常用的膠粘劑有丙烯酸酯膠粘劑、橡膠膠粘劑等;基材有BOPP、PI、PET等。
膠粘劑:丙烯酸酯膠粘劑具有良好的抗老化性和耐候性、較高的耐溫性和良好的熱穩(wěn)定性,對(duì)極性表面有著良好的粘接性,起始剝離強(qiáng)度較低等;橡膠膠粘劑在高溫下有更高的抗剪切力、良好的初粘力,但抗老化性、抗溶劑性較差。
對(duì)于基材,耐溫性能:PI基材>PET基材>BOPP基材,基材成本:BOPP基材>PET基材>PI基材。
在動(dòng)力電池中應(yīng)用的膠帶概覽。來(lái)源:tesa官網(wǎng),中信證券
08
關(guān)注有機(jī)硅、聚氨酯及氣凝膠材料
以聚氨酯和有機(jī)硅為主要成分的膠粘劑生產(chǎn)潔凈度高,且有機(jī)硅耐高溫性能佳。在能量密度與電池工作溫度提升的趨勢(shì)下,有機(jī)硅膠性能優(yōu)異,電氣絕緣、生物相容性能好、阻燃、耐腐蝕,耐輻射、耐極端溫度(-70℃-250℃),是絕佳的密封、導(dǎo)熱材料。聚氨酯膠的機(jī)械性能和耐低溫性能占優(yōu)。
有機(jī)硅膠主要應(yīng)用于導(dǎo)熱、密封等領(lǐng)域。有機(jī)硅橡膠因其優(yōu)異的耐高低溫性能,耐候性和導(dǎo)熱性能被廣泛應(yīng)用于新能源汽車的動(dòng)力電池組裝工藝中,其具體的應(yīng)用領(lǐng)域有PACK密封、結(jié)構(gòu)粘接、結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱、電池灌封等。
一體化設(shè)計(jì)帶動(dòng)導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠需求提升,聚氨酯膠優(yōu)勢(shì)凸顯。電池廠商在導(dǎo)熱膠需求量大且不斷降本的趨勢(shì)下,有時(shí)無(wú)法選擇高導(dǎo)熱(>3.0W/m.K)的有機(jī)硅產(chǎn)品;同時(shí),因電池包不斷減少結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)條件使得導(dǎo)熱膠除了需要導(dǎo)熱功能外,還需具有較高強(qiáng)度(大于10MPa)的粘接固定功能,因此粘接強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)成本具有優(yōu)勢(shì)的聚氨酯導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠成為了眾多電池廠和新能源整車廠的現(xiàn)實(shí)選擇。
新能源汽車三電系統(tǒng)輕量化需求帶動(dòng)聚氨酯膠用量提升。國(guó)內(nèi)低端乘用車聚氨酯用量在15~20kg左右,而高端車型的聚氨酯用量則在25kg~30kg左右。
環(huán)氧樹(shù)脂:多種性能產(chǎn)品滿足不同性能需求。環(huán)氧樹(shù)脂膠應(yīng)用于汽車不同部位的粘接;促進(jìn)輕量化、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變革,簡(jiǎn)化焊接工藝,降低成本;提高車身剛度、抗撞性能、結(jié)構(gòu)耐久性,噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度等整車性能。環(huán)氧樹(shù)脂也用于電源、變壓器、繼電器、水表等各類電子元器件的灌封。
丙烯酸使用簡(jiǎn)便,抗沖擊性好。丙烯酸可以耐受高達(dá)200°C的后加工處理和電泳漆,可以實(shí)現(xiàn)更高的結(jié)構(gòu)粘接強(qiáng)度。丙烯酸膠粘劑注膠后具有出色的抗沖擊、剪切和剝離強(qiáng)度,即使長(zhǎng)期暴露于鹽霧、潮濕、熱循環(huán)等各種化學(xué)暴露環(huán)境中,也能保持優(yōu)異的粘接強(qiáng)度和附著力。
氣凝膠:質(zhì)量輕密度小,是最高效隔熱材料。其隔熱性能優(yōu)異,具有高比表面積、納米級(jí)無(wú)窮多孔洞、低密度等特殊的微觀結(jié)構(gòu)。根據(jù)材質(zhì),可分為碳化物、氧化物、金屬、非氧化物、半導(dǎo)體等多種。其中SiO2氣凝膠研發(fā)、應(yīng)用最早,高溫耐受能力為600~800℃,可耐受住電池包短路造成的高溫能量瞬間沖擊。但其溫度耐受仍存在一定缺陷,氮化物氣凝膠、碳化物氣凝膠正處于研發(fā)階段,未來(lái)極有潛力應(yīng)用到電池隔熱領(lǐng)域中。
氣凝膠與常規(guī)泡棉性能對(duì)比。來(lái)源:中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì),鋰電池之家,中信證券
氣凝膠目前的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域包括電池隔熱和工業(yè)保溫。作為新的切入點(diǎn),電池應(yīng)用過(guò)程中具有高技術(shù)難度、高損耗率和殘次品率以及高成本等劣勢(shì)。有機(jī)硅憑借其優(yōu)良的耐熱性能,合理的成本以及良好的彈性,最有潛力替代氣凝膠成為隔熱材料新方向。
氣凝膠位置在于電池間的隔熱層中,被石墨散熱膜覆蓋,可以阻斷熱失控從失控單體向周圍傳播,從而降低電池組的損害以及附帶的破壞作用。
氣凝膠位置。來(lái)源:Jiosaerogel,中信證券
傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域用膠量在3kg左右,增量主要得益于智能設(shè)備導(dǎo)入,電子膠類占比提升,價(jià)值量相應(yīng)提升。
電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)中,導(dǎo)熱膠等功能性膠用量增量明顯,但灌封膠的用量將減少,其他膠種用量基本持平。目前,單個(gè)電池包功能性膠在2.2kg左右,灌封膠在1kg左右,密封膠在0.6-0.8kg左右,結(jié)構(gòu)膠在0.7kg左右。
汽車膠粘劑及制件市場(chǎng)空間測(cè)算。來(lái)源:中信證券
當(dāng)前膠粘劑市場(chǎng)均價(jià)在60-80元左右,預(yù)計(jì)后續(xù)高性能膠種推出帶動(dòng)膠類單位價(jià)值提升,并隨著國(guó)產(chǎn)替代,膠類單位價(jià)值量將出現(xiàn)下降趨勢(shì)。預(yù)計(jì)全國(guó)/全球2025年汽車膠粘劑市場(chǎng)空間將達(dá)154/342億元左右,其中電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)等增量對(duì)應(yīng)的空間為88/143億元。
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