2023年中国气凝胶行业短报告：高效隔热，提升锂电池安全性（摘要版）

报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。www.leadleo.com头豹短报告| 2023/022023年中国气凝胶行业短报告：高效隔热，提升锂电池安全性China Aerogel Industry中国のエアロゲル産業（摘要版）报告标签：低碳、电池热管理、隔热撰写人：张诗悦 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-55882中国气凝胶行业已进入高速发展阶段。2013-2020年中国气凝胶注册企业数量和授权、实审专利数量逐年攀升，2021年由于疫情影响二者均有所下降，预计未来随着疫情后经济复苏以及气凝胶应用的落地，市场扩张速度将回升中国气凝胶行业参与者众多，是全球气凝胶研发和生产企业最多的国家，竞争格局较为分散，缺乏品牌知名度高、市场影响力大的企业。根据中国气凝胶代表企业的在建产能、盈利能力和研发投入程度进行竞争力对比，晨光新材竞争力较强气凝胶行业的竞争情况？油气领域：油气领域是气凝胶主要的应用市场。气凝胶材料隔热性强、厚度更薄、使用寿命长、抗腐蚀性强，更适用于管道节能低碳输送新能源汽车领域：气凝胶材料可用于新能源汽车电池包、模组PACK等处，起到隔绝高温等作用，从而降低新能源汽车发生故障的概率；气凝胶毡与其他动力电池隔热材料相比隔热效果较强气凝胶行业主要的应用领域情况？随着气凝胶制备技术的成熟，气凝胶的价格将有所下降，其渗透率将逐渐提升，市场体量也将进一步增高，预计2026年中国新能源汽车用气凝胶市场规模将超30亿元，年复合增长率达60.6%气凝胶行业未来的市场空间？报告要点速览气凝胶是一种隔热性能优异的纳米级多孔固态材料，具有耐高低温、密度低、绝缘性强等优异性能。气凝胶因其独特的网络骨架结构具有优秀的隔热性，与其他隔热材料相比具有极低的导热系数和较小的密度，可在节省空间的同时提高热效率，是优秀的隔热材料。随着各国对低碳环保领域的重视，节能新材料开始受到关注，气凝胶作为优秀的节能隔热材料也受到广泛关注。同时随着新能源汽车市场的快速发展，电池安全性成为关键问题，气凝胶具有超强的隔热性，能够提高新能源汽车的安全性，气凝胶市场在新能源汽车快速发展的带动下也将加速扩张。本篇报告主要回答气凝胶领域近期关注的问题，主要涉及：1）气凝胶行业的竞争情况？2）气凝胶行业主要的应用领域情况？3）气凝胶行业未来的市场空间？观点提炼 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-55883气凝胶的隔热性能•气凝胶因其独特的网络骨架结构具有优秀的隔热性，与其他隔热材料相比具有极低的导热系数和较小的密度，可在节省空间的同时提高热效率，是优秀的隔热材料气凝胶是优秀的隔热材料◼气凝胶具有优秀的隔热性热有三种传递方式：热对流，热辐射，热传导，而气凝胶因其独特的网络骨架结构，具有“零对流”、“无穷长路径”和“无穷热隔板”效应，因此气凝胶具有超强的隔热性能，是优秀的隔热材料。与其他传统隔热材料相比，气凝胶具有极低的导热系数，可满足-200°C-1300°C的温度隔绝；此外，它是质量最轻的固体隔热材料，相同的保温效果，气凝胶厚度更薄，节省空间的同时提高热效率来源：爱彼爱和官网、头豹研究院热对流热传导热辐射气凝胶的孔径为纳米级（20-50nm），远小于空气的平均自由程，内部空气失去自由流动的能力气凝胶的网络骨架结构使其具有无穷多的气孔壁，形成“热隔板”，可有效降低辐射热的穿透，其高比表面积配合特殊的反辐射物质可阻隔辐射传热热传导是沿着气孔壁进行的，而气凝胶的网状骨架将纳米级气孔壁无限延长，使得热量难以进行传递气凝胶隔热原理低中高材料导热系数（W/m·K) 密度（Kg/m3)可燃性隔热性重量气凝胶毡材≤0.020.12-0.6聚氨酯发泡板 0.017-0.02345-60聚苯乙烯发泡板 0.031-0.0418-45陶粒保温砂浆≤0.1≤700岩棉0.04140-200气凝胶与传统隔热材料性能对比 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-55884气凝胶产业链•气凝胶上游为原材料，有机硅源为主流选择；中游为气凝胶的制造，参与者扩大产能，产业规模迅速扩张；下游为气凝胶的应用领域，石油化工领域应用占比最高气凝胶产业链图谱来源：头豹研究院上游：原材料中游：气凝胶的制造下游：气凝胶的应用领域无机硅源气凝胶成本结构，2021年48%44%8%原材料成本制造成本其他上游中游下游水玻璃正硅酸甲酯气凝胶产品正硅酸乙酯四氯化硅◼气凝胶上游为原材料，主要是硅源材料，分为无机硅源和有机硅源，其中有机硅源为主流路线，在气凝胶的成本构成中，占比最高的是原材料，占48%的成本◼气凝胶中游为气凝胶的制造，包括气凝胶设备和气凝胶产品两部分，主要厂商包括纳诺科技、中科润资、晨光新材、宏柏新材、埃力生、爱彼爱和等。近几年气凝胶中游参与者大幅扩产，产业规模增长迅速，全产业链布局的企业将更具竞争力石油化工工业隔热建筑建造交通领域航空军工防寒服装中国气凝胶下游应用领域占比，2021年有机硅源气凝胶设备超临界干燥设备 气凝胶颗粒/粉体气凝胶复合材料气凝胶制成品 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-55885中游：气凝胶行业竞争格局•中国气凝胶行业已进入高速发展阶段；气凝胶行业参与者众多，竞争格局较为分散，在中国气凝胶代表企业中，晨光新材竞争力较强中国气凝胶行业参与者及竞争格局情况◼中国气凝胶行业已进入高速发展阶段中国气凝胶行业已进入高速发展阶段。2013-2020年中国气凝胶注册企业数量和授权、实审专利数量逐年攀升，由60家/504个增加到226家/4,538个，气凝胶市场扩张迅速，2021年由于疫情影响二者均有所下降，注册企业数量为118家，专利数量为4,206个，预计未来随着疫情后经济复苏以及气凝胶应用的落地，市场扩张速度将回升来源：头豹研究院60767290116141144226118050100150200250201320142015201620172018201920202021中国气凝胶注册企业数量，2013-2021年504 649 854 1,655 2,097 3,087 3,820 4,538 4,206 05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,5005,000201320142015201620172018201920202021单位：家中国气凝胶授权和实审专利数量，2013-2021年单位：个0%50%-10.000.0010.0020.0030.0040.00晨光新材宏柏新材中国化学江瀚新材在建产能（万方/年）盈利能力注：气泡大小代表研发投入程度大小，由研发费用率决定，费用率越高，投入程度越高盈利能力主要由企业毛利率大小决定，在建产能为各企业气凝胶在建/规划产能中国气凝胶代表企业竞争格局◼晨光新材竞争力较强中国气凝胶行业参与者众多，是全球气凝胶研发和生产企业最多的国家，竞争格局较为分散，缺乏品牌知名度高、市场影响力大的企业根据中国气凝胶代表企业的在建产能、盈利能力和研发投入程度进行竞争力对比，在建产能选取各企业气凝胶产品的在建/规划产能，由研发费用率决定企业的研发投入程度，由毛利率决定企业的盈利能力，在建产能越高、盈利能力越高、研发投入程度越高，企业竞争力越强由气泡图可看出，四企业研发投入程度相似，均为3%左右。晨光新材三种指标均高于其余三者，是四企业当中最有竞争力的企业；中国化学在建产能为25万方/年，为四者中第二，但其盈利能力最低；江瀚新材与宏柏新材产能较小，盈利能力尚可 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-55886下游：油气领域•油气领域是气凝胶主要的应用市场。气凝胶材料隔热性强、厚度更薄、使用寿命长、抗腐蚀性强，更适用于管道节能低碳输送气凝胶在油气领域的应用◼气凝胶适用于“双碳“目标下的油气管道保温油气领域是气凝胶主要的应用市场。气凝胶可用于高温蒸汽、导热油、工艺介质等流体输送管道保温节能，可有效保护管道介质在输送过程中热量的损失传统的管道保温材料包括硅酸铝、碳酸钙、岩棉等，这些材料导热系数较高，为满足国标要求的最大散热损失量需增加材料的厚度，从而增加使用空间。气凝胶材料导热系数较低，在同等隔热效果下厚度更薄，可将其用于管道节能技术改造；气凝胶绝热毡与传统保温材料相比寿命更长，传统保温材料寿命在3-5年，而气凝胶材料寿命在10年以上，可大幅减少检修成本；此外，气凝胶绝热毡使用温度在-196°C-650°C，与传统保温材料相比使用温度范围更广气凝胶材料隔热性强、厚度更薄、使用寿命长、抗腐蚀性强，更适用于管道节能低碳输送来源：宏柏新材官网、中凝科技官网、头豹研究院300°C管径：DN20040mm120mm150mm180mm气凝胶岩棉碳酸钙硅酸铝管道常用隔热材料厚度对比1年3年5年传统保温材料3年3-6年6-10年气凝胶绝热毡管道用保温材料结构坍塌图保温材料使用温度（°C）化学稳定性有机物含量气凝胶绝热毡-196-650优良0硅酸镁纤维毯 <700优良0普通硅酸铝纤维制品<950优良0岩棉制品<400良好≤5玻璃棉制品 <300良好3-6管道常用隔热材料性能对比 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-55887下游：新能源汽车领域•气凝胶材料可用于新能源汽车电池包、模组PACK等处，起到隔绝高温等作用，从而降低新能源汽车发生故障的概率；气凝胶毡与其他动力电池隔热材料相比隔热效果较强气凝胶在新能源汽车中的应用◼气凝胶可降低新能源汽车发生故障的概率随着新能源汽车市场的扩大以及销量的提升，电动车起火、爆炸事故频发，主要的原因在于电池故障，新能源汽车常用的锂电池具有热失控等安全隐患，内部易短路，因此对锂电池进行热管理是极为必要的。气凝胶材料可用于新能源汽车电池包、模组PACK等处，起到提高耐火性能、阻隔电池热扩散、延缓电池火焰蔓延、避免高温下电池组绝缘失效等作用，从而降低新能源汽车发生故障的概率来源：爱彼爱和官网、头豹研究院动力电池隔热材料性能对比气凝胶毡阻燃泡棉 云母板硅橡胶（陶瓷化）隔热效果抗冲击耐热性绝缘性 价格低中高膨胀型防火涂料 遇火时涂层发泡膨胀并碳化形成隔热耐火层，可应用于铝制PACK等部位提高其耐火性能气凝胶防火毯以气凝胶毡作为防火隔热层，可大面积使用，可应用于模组PACK及车身底板部位，延缓电池火焰蔓延气凝胶隔热垫 以气凝胶毡作为防火隔热芯材，兼具缓冲功能，可装配于电芯间及模组间，有效阻隔热扩散可应用于模组外侧，解决电池组高温下绝缘失效问题防火绝缘复合带 气凝胶在新能源汽车中的使用部位及功能◼气凝胶毡隔热性能强常用于动力电池隔热的材料有阻燃泡棉、云母板、硅橡胶和气凝胶毡。其中阻燃泡棉是用于密封、缓冲减震和隔热，具备一定阻燃性能，价格较低，但抗冲击和耐热性较低；云母板由云母纸与高性能有机硅树脂经毡合、加温、压制而成，具有较高的抗冲击性、耐热性和绝缘性，但隔热效果较低；硅橡胶是陶瓷化烧结成多孔性自支撑的陶瓷体，耐热性高，在600-1300°C的温度中 、0.5-2h内可保持结构完整性，起到被动防火的作用，但隔热效果低；气凝胶毡是以预氧丝等基材与气凝胶复合，通过高分子膜或者阻燃涂层封装，经热压或者涂覆复合而成，具有超强的隔热效果，主要用于电芯间热防护，但在抗冲击方面较弱，且价格较高 头豹短报告 | 2023/02www.leadleo.com400-072-558