1.“裏程焦慮”與“安全焦慮”推動(dòng)導(dǎo)熱結構材料爆發
驅動(dòng)因素1：續航裏程提升趨勢下，輕量化需求強勁(jìn)
在不改變電池系統總能量的情況下 ，電池系統質量降低能夠有效提高其續航裏程 ，電動汽車質量減10%，能提高續駛裏程5.5%。 電池系統重量在新能源汽車總重量中占有較大的比重。較傳統燃油汽車而言，電動汽車核心的三電系統(電池、電機、電控)和智能化設備(bèi)，使 得電動車相比同類車型電動乘用車重量增加10%-30%，電動商用車重量增加10%-15%，其中電池Pack整包占整車整備(bèi)質量的18%～30%。 根據《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》，到2035年，燃油乘用車整車輕量化系數降低25%，純電動乘用車整車輕量化系數降低35%，相比 於(yú)燃油車，新能源汽車輕量化需求更強 。
輕量化路徑：材料輕量化 、結構(gòu)集成化齊頭並(bìng)進
材料疊代+結構優化，輕量化結構件。以特斯拉Model3爲例 ，電池Pack各主要部件中 ，質量最大的是電芯本體（62.8%），其次爲Pack下箱體 （6.2%）、模組殼體及支架（12.3%）和BMS等部件集成系統（11.1%）等 。從這些部件出發 ，通過材料替換和結構設計優化，對電池進行輕 量化開發。 對於(yú)電芯模組輕量化設計，可通過改進電芯排布優化電芯間距；利用能量密度高的材料作爲電芯正負極；使用密度較低的灌封膠解決熱傳導問 題；減少模組對於(yú)電池pack和底盤輕量化設計，除瞭(le)電池Pack採用鋁合金等輕質的材料之外，還可通過CTB、CTC等技術，将電池和車身進 一步集成化。減少模組殼體及其他附件質量的數量從而大幅降低電池質量；小模組-大模組-CTP-CTC/CTB，動力電池集成方式創新精簡模組殼體和非必要 部件質量。在輕量化趨勢下，結構件和焊接減少，從而增加瞭(le)膠粘劑的使用量。
集成度提升，帶(dài)動(dòng)膠及結構制件價值量提升
Cell to Pack(CTP) ：減少或去除電池“電芯-模組-整包”的三級 Pack結構的技術。目前有兩種不同的技術路 線：以比亞迪刀片電池爲代表的徹(chè)底取消模組 的方案；以甯德時代CTP技術爲代表的小模組 組合成大模組的方案 ，提高瞭(le)能量密度和體積 利用率 。CTP中電芯熱失控管理難度加大，對 内部結構導熱膠對模組散熱的要求 ，以及外部 隔熱膠隔熱和阻燃的要求更高。
驅動(dòng)因素2：安全事故頻發(fā)，熱管理需求持續提升
目前消費者對於(yú)新能源汽車需求從“裏程焦慮”轉向“安全焦慮” ，熱失控已經成爲電動車安全問題核心考量因素 。熱失控是電池内部出現放熱連鎖反應引起電池溫升速率急劇變化的過熱現象 ，發生時通常伴随著(zhe)冒煙、起火、爆炸等危害。在電池組中,若局部區域電池發生的熱失控事件失去控制，将擴展到周圍區域的電池，形成“多米諾骨牌”效應，最終引起熱失控在系統 内擴展而導緻極大的危害，因此,熱失控擴展的抑制尤爲重要。對良好的機械安全性，包括抗沖擊能力以及震動穩定性的需求提升 ，是使得新能源車内導熱 、隔熱材料需求提升的原因之一。
防火隔熱(rè)材料：隔熱(rè)、洩壓、散熱(rè)方式防止熱(rè)擴(kuò)散
相比於(yú)傳統汽車，電動車由於(yú)增加瞭(le)電池、電機 、電控等部件，對於(yú)熱管理所用膠粘劑在性能 、數量上都帶來瞭(le)更大的市場空間 。爲平衡電池效率與熱安全保護 ，需防止單體熱擴散。爲瞭(le)提高能量密度而使用高鎳三元正極材料時，锂離子易形成锂枝晶刺穿内部隔膜導緻短 路，同時由於(yú)材料間鍵強不同，随鎳含量的增加電池熱穩定性下降。因此爲瞭(le)防止讓電池單體自燃擴散至整個動力電池包，一般廠商通過控制 影響（如隔熱）和保持溫度（如洩壓、散熱）兩方面解決。 不同電芯使用的防火隔熱材料不同。目前三元電池系統中主要在採用的防火隔熱材料主要有氣凝膠、隔離闆、隔熱泡棉 、熱陶瓷。由於(yú)不同形 狀電芯的膨脹率、比表面積、熱失控難易程度不同，不同公司採用不同防火隔熱材料進行隔熱處理 。
2. 三大需求引領 ，高性能膠(jiāo)粘劑(jì)是首選
輕量化需求：低密度膠爲整車(chē)重量做減(jiǎn)法
在新能源汽車(chē)輕量化趨勢下，對於(yú)連接形式選擇，可降低結構件用量，提升用膠量來減輕電池重量；對於(yú)用膠選擇，在相同體積下，密度較低 的膠粘劑能夠大幅降低動力電池質量 ，因此低密度是重要選擇标準。 以聚氨酯發泡膠、有機矽發泡膠爲代表的發泡膠在擁有減震、緩沖、隔音、保護 、絕緣爲一體的優勢的同時，具有密度低的特點。以集泰股份推出集泰-有機矽發泡膠F6351爲例，常規導熱灌封膠比重1.8~2.2相比，同等體積填充下，膠的重量可減少50%以上，用於(yú)動力電 池熱管理可以做到輕量化隔熱效果 。
熱管理需求 ：導(dǎo)熱、保溫、隔熱三管齊(qí)下
導熱需求：锂離子電池充放電電流較大，並(bìng)伴随著(zhe)多種化學物質傳輸和電化學反應，散熱條件較差，引起電池内部溫度升高。車輛底盤空間有 限，電池模塊必須緊密排列。然而緊密排列的電池一方面容易導緻熱量堆積，且不同位置的電芯往往溫度也不完全一緻。離子電池工作溫度 30-40℃時，溫度每升高1℃，電池使用壽命越降低2個月。 隔熱需求：導熱不暢情況下，過高的溫度易導緻冒煙、起火 、爆炸等危險需要有效，需要在有良好的隔熱效果的基礎上保證阻燃效果 。 保溫需求 ：低溫下，電解液增稠緻使導電介質運動受阻，電化學反應速率和反應深度降低 ，從而導緻電池容量下降，動力電池宏觀表現出冬季 環境下電動汽車“虧電”現象。 除熱管理系統外，動力電池通常使用具有高導熱性、強絕緣性的導熱膠爲動力電池傳導熱量，降低電芯間溫差；隔熱膠則可防止電池内部爆炸 時的熱量快速傳導，在發生熱失控事故時給乘客較長的逃生時間，此類膠通常絕熱性、耐熱性和阻燃性較好 。
熱(rè)管理需求：CTP技術(shù)下的熱(rè)管理
基於CTP的熱管理方法：新型CTP設計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層電芯到冷卻闆的導熱膠粘劑；並(bìng)減少瞭(le)一半的接口數量 ，從原有的4個變爲現有的2個接口，還去掉瞭(le)模組外殼。這顯著降低瞭(le)電 池堆的熱阻，進而降低瞭(le)冷卻闆的冷卻（或加熱）負荷，支持使用導熱率較低的填縫膠。另一方面，由於不再使用模組外殼來防止電池受到環 境影響，需要導熱膠擁有更嚴格的環境耐受性和機械性能。
3.從傳(chuán)統汽車(chē)到三電系統， 單車(chē)價值量提升高達2-3倍
傳(chuán)統汽車(chē)：膠粘劑應用點/應用量固定，增量空間小
汽車工業已經成爲建築和輕工業以外最受關注的膠粘劑應用領域。20世紀90年代以後，汽車工業随著(zhe)中國經濟的高速增長有瞭(le)長足的發 展，我國汽車大規模生産能力的提升也帶動瞭(le)車用膠粘劑的市場規模增長 。 傳統燃油車膠粘劑應用點衆多，種類有聚氨酯膠、有機矽橡膠、厭氧膠、丙烯酸酯膠等，應用於汽車裝配中不同的模塊，包括車體結構 粘接密封；汽車内飾的粘接固定；汽車箱體結合面的粘接密封；金屬材料間的粘接等。相對於新能源汽車而言，傳統燃油汽車動力模式 較爲固定，相對而言膠粘劑的應用點和應用量也較爲固定 ，通常爲2-3kg/輛，後續增量空間較小。除瞭(le)将零件固定在一起之外，燃油車傳動系統膠粘劑應用還專注於密封冷卻劑 、燃料 、潤滑劑和空氣/氣體，同時防止污染物進入，而電 動汽車傳動系統膠粘劑功能還包括将濕氣 、水、空氣、灰塵和其他污染物阻擋在系統之外。
電芯層(céng)面：關注隔熱材料和極耳絕緣膠帶技術創(chuàng)新升級
電芯層面，動力電池安全性對於(yú)隔熱材料的要求不斷提升 ，一方面需要隔絕外界溫度變化對電芯的影響，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方向。 極耳膠帶需要具有耐高溫 ，耐熱 ， 耐锂離子電池電解液，耐溶劑，高電氣絕緣性，粘著(zhe)力适宜和貼服性以及再剝離不殘膠等特性。
電(diàn)池包層(céng)面：多膠種構建動力電(diàn)池安全屏障
電池包中應用的膠粘劑主要有結構膠（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。結構膠主要用於(yú) 結構件的固定和上下殼體與電芯的連接 ，密封膠主要用於(yú)殼體的密封保護，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 ，是動力電池安全管理重要組成部分。以一個CTP磷酸鐵锂電池包爲例 ，通常需要導(dǎo)熱結構膠2.5kg，無導(dǎo)熱作用的結構膠1kg，密封膠0.7kg左右 。
4. 三大應用體系，導熱導電膠等功能膠需求持續提升
結構(gòu)膠：滿足機(jī)械性能需求，實現安全可靠的輕量化設計
結構膠是指應用於(yú)受力結構件膠接場合，能承受較大動負荷 、靜負荷並(bìng)能長期使用的膠粘劑。代替螺栓、鉚釘或焊接等形式用來接合金屬、塑 料、玻璃、木材等的結構部件，屬於(yú)長時間經受大載荷 、而性能仍可信賴的膠粘劑 。在動力電池中，主要用於(yú)粘接電芯與電芯 、電芯與泡棉 、 電芯和模組外殼等，使電芯與模組成爲一體化，滿足模組的振動、沖擊和跌落等要求 。
密封膠：爲動(dòng)力電(diàn)池應對複雜使用環境提供防護
密封膠又稱(chēng)密封劑、密封材料，按照ISO-6927術語标準定義，密封膠是以非定型狀态嵌填接縫 ，並(bìng)與接縫表現粘接成一體，實現接縫空封的 材料。主要由基料、增塑劑、防腐劑、穩定劑、偶聯劑 、填料、固化劑等組成。 按主要成分，分爲聚硫密封膠、矽酮密封膠、聚氨酯密封膠 、丙烯酸酯密封膠、環氧樹脂膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠 ，其中聚硫密封膠、 矽酮密封膠、聚氨酯密封膠爲目前性能最好的三大彈性密封膠。 按形态分，可分爲膏狀密封膠、液态彈性密封膠、熱熔密封膠和液體密封膠。
功能膠之導(dǎo)熱膠：實現熱量傳(chuán)導(dǎo) ，有效避免熱失控
導熱膠主要用於(yú)完成電芯與電芯之間，以及電芯與液冷管之間的熱傳導，膠的具體使用形式包括墊片、灌封、填充等。導熱膠主要由樹脂基體（環氧樹脂、有機矽和聚氨酯等）和導熱填料【提高導熱性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化矽（Si3N4）、氧化 鋁（Al2O3）、氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成】。導熱填料分散於(yú)樹脂基體中，彼此間相互接觸，形成導熱網絡，使熱量可沿著(zhe) “導熱網絡”迅速傳遞，從而達到提高膠粘劑熱導率的目的。導熱填料的種類、用量、幾何形狀、粒徑、混雜填充和改性等對導熱膠之導熱性 能都有影響。
5.導熱導電膠需求持續提升，關注有機矽/聚氨酯體系及氣凝膠應用進展
性能分類：聚氨酯、有機矽(guī)性能占優，市場(chǎng)占比提升
動力電池初期多用環氧樹脂和丙烯酸作爲膠粘劑主要成分，動力電池革新後環氧樹脂和丙烯酸弊端逐漸凸顯：1.動力電池具有呼吸作用，對 膠粘劑彈性要求較大，而環氧樹脂與丙烯酸彈性較小；2.電池廠對於(yú)生産(chǎn)潔淨度要求較高，而環氧樹脂與丙烯酸在生産(chǎn)過程中通常較髒。聚氨酯和有機矽逐步成爲主流。以聚氨酯何有機矽爲主要成分的膠粘劑生産(chǎn)潔淨度高，彈性和粘接強度相較於(yú)環氧樹脂和丙烯酸具有優勢， 且有機矽耐高溫性能佳，在能量密度與電池工作溫度提升的趨勢下，有機矽或成爲主流。
聚氨酯膠(jiāo)：機(jī)械性能、耐低溫性能占優
聚氨酯是主鏈上含有重複氨基甲酸酯基團（-NHCOO-）的大分子化 合物的統稱，由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羟基或多羟基化 合物加聚而成。聚氨酸大分子中除瞭(le)氨基甲酸酯外，還可含有醚、 酯、脲、縮二脲，脲基甲酸酯等基團。 聚氨酯表現出高度的活性與極性，與含有活潑氫的基材反應生成聚 氨酯基團或者聚脲，從而使得體系強度大大提高而實現粘接的目的。 聚氨酯膠能夠室溫固化，因而對金屬、橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、 木材、織物、皮革等多種材料都有優良的膠粘性能。聚氨酯的主鏈 柔性很好，其最大特點是耐受沖擊震動和彎曲疲勞，剝(bō)離強度很高， 特别是耐低溫性能極其優異。 根據百川盈孚，我國2021年聚合MDI的消費量約125萬噸，下遊主 要包括家電和建築，純MDI消費量約78萬噸，下遊主要是氨綸和 TPU等。
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