氣凝膠應用丨新能源汽車、建筑等領域有望飛速發展！

寧德時代發布的麒麟電池體積利用率高達72%，能量密度高達255Wh/kg，擁有快充功能，整體效能大幅提升。麒麟電池通過設立彈性夾層、改變水冷板結構、智能利用底層空間等方式實現了電池更安全、更長續航里程、實現快充等性能提升，電池結構的改變也伴隨著相關材料的升級與增長。麒麟電池在隔熱、輕量化、絕緣等方向上的升級將會給水冷板、導熱球鋁、LIFSI、聚氨酯、氣凝膠、絕緣材料等帶來投資機遇。尤其是氣凝膠，隔熱材料領域佼佼者，有望迎來大規模應用。

氣凝膠是一種用氣體代替凝膠中的液體而本質上不改變凝膠本身的網絡結構或體積的特殊凝膠，國際純化學與應用化學聯合會將氣凝膠定義為“以氣體為分散相的微孔固體凝膠”。因其半透明的色彩和超輕重量，有時也被稱為“固態煙”或“凍住的煙”。

內部結構獨樹一幟，隔熱性能尤為突出。氣凝膠材料具有低密度、比表面積大、孔隙率高等特點，具有耐高溫、低熱導率、低折射率和低聲傳播速度等特殊的熱、光、電、聲性能。依賴于自身獨特的結構，氣凝膠通過無對流效應、無窮遮擋效應以及無窮長疏松路徑效應具備了遠超硅酸鋁、玻璃棉等傳統隔熱材料的隔熱性能。因而在具有極高的隔熱要求，且需要輕度較低，穩定性較好的應用領域，氣凝膠是極佳的應用材料。

材料體系多樣化發展，下游應用領域廣泛。按照材料的不同可將氣凝膠分為無機氣凝膠、有機氣凝膠、混合氣凝膠以及復合氣凝膠四大類，根據各自具備的性質對應下游航空航天、工業設備、石油化工、建筑管道等應用領域。其中無機氣凝膠的SiO₂氣凝膠作為一種防火隔熱性能非常優秀的輕質納米多孔非晶固體材料，是目前生產技術及商業化應用最為成熟的產品具有低密度、低導熱系數、高孔隙率、高比表面積等優異性能，在管道保溫隔熱、隔熱涂料、節能玻璃、管道防腐、吸附催化等領域具有廣泛的應用前景。

溶液-凝膠法成為主流工藝，干燥環節是關鍵步驟。SiO₂氣凝膠通常采用溶膠-凝膠法進行制備：首先選擇合適的硅源和催化劑，并讓硅源在催化劑條件下進行水解，水解產物中攜帶的羥基基團進行縮合反應后形成溶膠，溶膠粒子以鏈狀結構組成粒子團簇，在容器中形成濕凝膠，最后通過干燥工藝將濕凝膠中的水分或溶劑除去，即可制得干凝膠，也稱為氣凝膠。制備過程中硅源的類型、催化劑的性能、以及干燥工藝的選擇，都是影響SiO₂氣凝膠結構與性能的重要因素。

干燥工藝：干燥工藝是SiO₂氣凝膠由濕凝膠向干凝膠轉變的關鍵步驟。干燥工藝要求在除去濕凝膠網絡結構中填充的溶劑的同時，還要保持其網絡結構不被破壞，目前工業化生產中主要使用超臨界干燥技術和常壓干燥技術。一般情況下，超臨界干燥技術往往選擇有機硅作為硅源進行生產，設備投資與能耗均高于常壓干燥技術，但是產品純度相對較高。

現階段氣凝膠的下游需求主要來自于石油化工領域。氣凝膠在石油化工領域主要應用于能源基礎設施包含蒸餾塔、反應管道、儲罐、泵、閥門、天然氣和LNG液化氣管道等設備的保溫材料。在高溫蒸汽、導熱油以及工藝流體介質管線是熱電、煉油、化工等領域至關重要的設備當中，氣凝膠管道能夠很好的減少管道暴露所帶來的熱損失。根據ID TechEX預測，到2026年國內石油化工領域的需求占比仍高達47%，未來石油化工領域仍將是氣凝膠下游需求的主戰場。

伴隨氣凝膠的供給企業不斷增多，工藝不斷完善，氣凝膠有望在現有保溫隔熱需求領域實現中高端應用的滲透，從而持續帶動市場需求的提升和擴展。

建筑領域是拉動氣凝膠需求的主力軍。在碳中和的戰略背景下，建筑保溫隔熱材料也向節能、環保以及高效等方向發展。當前市場上主要的建筑保溫材料，如巖棉、玻棉等無機纖維棉，存在纖維結構疏松，易吸濕等問題，使用周期中保溫性能會大幅下降。聚苯乙烯和聚氨酯泡沫等有機保溫材料存在火災風險。二氧化硅氣凝膠輕質、導熱低、壽命長且疏水性能好，可以滿足建筑領域的保溫隔熱防火隔音防水等需求。目前，二氧化硅氣凝膠的應用形式主要有氣凝膠節能玻璃、氣凝膠涂料、氣凝膠氈墊、氣凝膠板材、氣凝膠混凝土和砂漿以及屋頂太陽能集熱器等。

現階段新能源汽車主要以鋰離子電池作為動力電池，而極端條件下熱失控是新能源汽車動力電池的重大安全隱患。氣凝膠隔熱材料在新能源汽車領域主要應用于動力電池電芯之間的隔熱阻燃以及模組與殼體之間的隔熱防震、電池箱的外部防寒層和高溫隔熱層，從而更好地實現電池的溫控和電控管理，大幅降低電池發生熱失控的可能性。與傳統的IXPE隔熱泡棉相比，氣凝膠隔熱片在使用溫度、導熱系數、阻燃性能等多方面核心指標具有明顯優勢。

電池安全性要求帶動隔熱材料需求持續提升。伴隨電池包對于安全性能要求的進一步提升，氣凝膠作為更高端的隔熱材料可以大幅提升電池的安全性能，因而在電池應用中不斷滲透，其中三元電池的壓實密度更高，續航里程更長，對于安全性的要求使得相關電池包生產過程中逐步選用更為高端的氣凝膠材料，滲透率不斷提升，而其他的磷酸鐵鋰動力電池以及儲能電池領域也有逐步切入，一方面伴隨下游的電池出貨量的不斷提升，作為PACK隔熱材料的氣凝膠應用將隨之提升，同時伴隨成本的管控和滲透率的提升，氣凝膠的應用占比也將進一步增大，預期新能源電池也將帶動氣凝膠需求的快速放量，成為除建筑領域的另一大潛力市場。

國內企業逐步加大對于氣凝膠的布局。伴隨氣凝膠的應用需求逐步提升，國內的布局企業也逐步增多，國內早期主要將氣凝膠應用于航空、軍工等領域，伴隨民用應用需求的提升，開始逐步向民用領域拓展，也逐步開始有更多的企業切入布局。