前言：
我國自 2021 年開始從系統(tǒng)層面考核鋰電池安全性，選擇優(yōu)質(zhì)的隔熱材料成為大多數(shù)車企和電池廠的主流選擇。2021年1月1日起正式實施的《電動汽車用動力蓄電池安全性要求》將鋰電池系統(tǒng)安全作為考核重點，并新增系統(tǒng)熱擴散測試，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在 5 分鐘內(nèi)不起火不爆炸。而要實現(xiàn)“5min 的安全逃逸時間”，則需要對電池包的隔熱材料多做改進，延緩故障電池包的爆炸時間，氣凝膠剛好是同時兼具絕佳的絕緣、隔熱、阻燃效果的一種材料。
“凝固的煙”
應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
氣凝膠作為“可以改變世界的神奇材料”，是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最低的固體隔熱材料，被稱為“凝固的煙”、“藍(lán)煙”，也是國家基礎(chǔ)戰(zhàn)略性前沿新材料，對降低碳排放、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。
氣凝膠的防火隔熱主要來源于它的特殊的結(jié)構(gòu)，我們可以把氣凝膠理解成多孔海綿的一個納米版。它的孔徑基本上是20-50納米的微孔徑，空氣分子大小約為70納米，大于氣凝膠材料孔隙的直徑，因此空氣在氣凝膠上流動效率極低，隔熱性能很好。
近些年來，為了促進氣凝膠行業(yè)發(fā)展，我國陸續(xù)發(fā)布了許多政策，如2021年國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于推進中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見》鼓勵加強產(chǎn)業(yè)共性基礎(chǔ)技術(shù)研究，加快碳纖維、氣凝膠等新型材料研發(fā)應(yīng)用。
國家層面氣凝膠行業(yè)相關(guān)政策
資料來源：觀研報告網(wǎng)《中國氣凝膠行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資預(yù)測報告（2022-2029年）》
為什么要發(fā)展氣凝膠？
要回答這個問題，我們首先需要了解氣凝膠的應(yīng)用領(lǐng)域。
氣凝膠下游應(yīng)用廣泛，以隔熱保溫為主導(dǎo)，最初被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事工業(yè)等高端技術(shù)領(lǐng)域，美國的“火星探路者”運載火箭、俄羅斯的“和平”號空間站、“中國空間站”、“神舟載人飛船”、“祝融號火星車”、“長征系列火箭”等，都采用了氣凝膠作為隔熱保護材料。
隨著中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級及實施國家納米材料戰(zhàn)略，絕熱性能突出、技術(shù)成熟的氣凝膠在我國已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，也逐步走向民用市場。比如：開采石油時，為了保持石油的流動性，就需要實現(xiàn)管道保溫，如果在石油管道外層包裹氣凝膠，只需要2cm厚，就能夠在輸送過程中實現(xiàn)保溫，降低能耗損失。
除此以外，氣凝膠在新能源汽車電池方面也起到了“防火墻”的作用。
一方面，將氣凝膠填充于電芯與電芯之間，絕緣、隔熱、阻燃它們同時發(fā)揮著各自作用，即使個別電芯熱失控，散熱系統(tǒng)可以快速地將溫度控制在燃點以下，有效地控制熱失控，電池組就不會輕而易舉被“點燃”；即使有一塊電芯被“點燃”了，由于包裹著電芯的材料具有非常強的隔熱、阻燃防護性能，能耐受住火焰造成的高溫能量瞬間沖擊，控制燃燒傳播，不會連鎖反應(yīng)“牽連”到電池中的其他電芯，從而為汽車駕乘人員爭取更長的逃生時間。另一方面，在寒冷的冬季，因為氣凝膠對電芯有著絕佳的保溫效果，所以還能防止電動車因天氣過冷而導(dǎo)致電池續(xù)航能力降低。
目前看來，氣凝膠應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在工業(yè)管道保溫、新能源汽車、日用戶外隔熱等，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，建筑建造等市場也將逐漸打開。因此，發(fā)展氣凝膠，是政策導(dǎo)向與行業(yè)需求雙重影響下的必然結(jié)果。
需求拐點向上
劍指千億藍(lán)海市場
近年來，全球氣凝膠市場需求不斷增長，根據(jù)萬創(chuàng)研究院研究數(shù)據(jù)，樂觀預(yù)計到2025年，全球氣凝膠制品市場規(guī)模將突破390億元，我國氣凝膠制品市場規(guī)模將突破214億元。
氣凝膠賽道規(guī)模能夠火速擴張，其核心原因在于新能源汽車市場新的增長點——動力電池安全性的要求。
防火隔熱是氣凝膠產(chǎn)品的核心價值，到了動力電池行業(yè)中，這種隔熱價值，進一步延伸為“安全”價值，從而開啟了氣凝膠賽道的快速增長之路。
動力電池整體發(fā)展趨向于電池能量密度越來越大且電池安全性能越來越高。能量密度變大要求在同等電量下電池的體積要更小，質(zhì)量更輕便，但能量密度越高，電池不安全性就越強，更容易起火爆炸。氣凝膠由于其獨特的結(jié)構(gòu)恰好可以調(diào)節(jié)動力電池發(fā)展過程中的矛盾，在新能源車中可用于降低燃燒爆炸風(fēng)險并提升其低溫表現(xiàn)，延長電池組使用壽命。
▲氣凝膠在汽車中的應(yīng)用，圖源巖拓新材料
除了動力電池之外，氣凝膠還可以應(yīng)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。
雖然氣凝膠賽道逐漸火熱，但我國氣凝膠滲透率普遍較低。
主要原因有兩點：第一，目前氣凝膠售價相對傳統(tǒng)材料較高，未來隨著氣凝膠企業(yè)的規(guī)?；慨a(chǎn)及工藝路線的優(yōu)化，綜合成本的下探彈性較大。
技術(shù)方面，我國常壓干燥工藝逐步完善，正在逐步取代成本高、周期長的超臨界制備工藝，制造成本可降低到超臨界工藝的1/20，但目前常壓干燥工藝依舊不完善，制備產(chǎn)品的質(zhì)量、性能較差，產(chǎn)品多適用于大型管道級氣凝膠市場。此外，在氣凝膠的制備過程中，企業(yè)也可采用纖維復(fù)合來降低綜合成本、提高力學(xué)強度，國內(nèi)氣凝膠的主流介質(zhì)有三種：預(yù)氧絲、陶瓷纖維、玻璃纖維。
▲復(fù)合纖維氣凝膠產(chǎn)品，圖源泛銳熠輝官網(wǎng)
第二，目前動力電池行業(yè)的氣凝膠材料模切加工行業(yè)的大部分廠商在自動化程度上都有待提高，自動化生產(chǎn)是一個大趨勢，也是一個重要的降本方式。
對于氣凝膠行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，萬創(chuàng)投行董事總經(jīng)理吳沛東表示，基礎(chǔ)材料的核心發(fā)展趨勢大致分為兩個步驟，第一步要先找到一個相對來說能夠快速擴張的市場，第二步再找到一個相對需求體量比較大的市場。
對于氣凝膠來說，新能源汽車及動力電池市場是其快速擴張的關(guān)鍵場景，而建筑保溫材料等領(lǐng)域則是氣凝膠的下一個千億級替代市場。
目前我國建筑市場所使用的保溫隔熱材料整體規(guī)模龐大，種類豐富，比如說建筑外地面的涂料、泡沫板。氣凝膠復(fù)合產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)與燃燒等級均占優(yōu)勢，氣凝膠可用更薄的厚度達(dá)到更優(yōu)異的保溫效果，還能有效提高房屋使用面積。隨著原料產(chǎn)能的持續(xù)增長和降本措施的助力，氣凝膠有望憑借其優(yōu)異的性能、輕薄的結(jié)構(gòu)，加速替代傳統(tǒng)隔熱材料，應(yīng)用于更多領(lǐng)域，氣凝膠市場規(guī)模將持續(xù)擴大。
事實上，氣凝膠產(chǎn)品，不單是一個供應(yīng)鏈產(chǎn)品，也是一個服務(wù)于各個行業(yè)的通用材料，氣凝膠材料不僅有商業(yè)價值，也有很強的社會價值，其應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)乎國計、關(guān)乎民生。由此觀之，氣凝膠獲得資本市場的關(guān)注，僅僅只是一個開始，部分投資人也表示，氣凝膠未來的成長價值不可估量，值得持續(xù)關(guān)注。
附件一：氣凝膠產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/strong>
目前市場上大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的是二氧化硅氣凝膠，其上游是硅源（根據(jù)來源不同可分為有機和無機），經(jīng)過制備做成氣凝膠（根據(jù)干燥工藝的不同分為超臨界和常壓），氣凝膠一般不會直接應(yīng)用，而是做成氣凝膠制品（氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠絕熱毯等）；最后應(yīng)用到下游多個行業(yè)（石油化工、建材、新能源車、航天軍工等）。
▲氣凝膠產(chǎn)業(yè)鏈和相關(guān)公司，圖源公司官網(wǎng)、天風(fēng)電新
上游：原材料硅
氣凝膠上游主要原材料是硅，具體可分為有機硅源（主流）和無機硅源。
有機硅源：主要原材料是正硅酸甲酯，正硅酸乙酯（屬于功能性硅烷），主要相關(guān)廠商包括晨光新材、宏柏新材等。有機硅源因后處理簡單+性能優(yōu)越，是目前主流路線。
無機硅源：水玻璃之類無機化合物。其上游是多晶硅行業(yè)。
表：氣凝膠按生產(chǎn)原料分類
