專注于膠粘劑的研發制造
1.“里程焦慮”與“安全焦慮”推動導熱結構材料爆發
驅動因素1：續航里程提升趨勢下，輕量化需求強勁
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里程，電動汽車質量減10%，能提高續駛里程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，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 于燃油車，新能源汽車輕量化需求更強。
輕量化路徑：材料輕量化、結構集成化齊頭并進
材料迭代+結構優化，輕量化結構件。以特斯拉Model3為例，電池Pack各主要部件中，質量最大的是電芯本體（62.8%），其次為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。 對于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為電芯正負極；使用密度較低的灌封膠解決熱傳導問 題；減少模組對于電池pack和底盤輕量化設計，除了電池Pack采用鋁合金等輕質的材料之外，還可通過CTB、CTC等技術，將電池和車身進 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，從而增加了膠粘劑的使用量。
集成度提升，帶動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：以比亞迪刀片電池為代表的徹底取消模組 的方案；以寧德時代CTP技術為代表的小模組 組合成大模組的方案，提高了能量密度和體積 利用率。CTP中電芯熱失控管理難度加大，對 內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。
驅動因素2：安全事故頻發，熱管理需求持續提升
目前消費者對于新能源汽車需求從“里程焦慮”轉向“安全焦慮” ，熱失控已經成為電動車安全問題核心考量因素。熱失控是電池內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，發生時通常伴隨著冒煙、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，將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 內擴展而導致極大的危害，因此,熱失控擴展的抑制尤為重要。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，是使得新能源車內導熱、隔熱材料需求提升的原因之一。
防火隔熱材料：隔熱、泄壓、散熱方式防止熱擴散
相比于傳統汽車，電動車由于增加了電池、電機、電控等部件，對于熱管理所用膠粘劑在性能、數量上都帶來了更大的市場空間。為平衡電池效率與熱安全保護，需防止單體熱擴散。為了提高能量密度而使用高鎳三元正極材料時，鋰離子易形成鋰枝晶刺穿內部隔膜導致短 路，同時由于材料間鍵強不同，隨鎳含量的增加電池熱穩定性下降。因此為了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（如泄壓、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采用的防火隔熱材料主要有氣凝膠、隔離板、隔熱泡棉、熱陶瓷。由于不同形 狀電芯的膨脹率、比表面積、熱失控難易程度不同，不同公司采用不同防火隔熱材料進行隔熱處理。
2. 三大需求引領，高性能膠粘劑是首選
輕量化需求：低密度膠為整車重量做減法
在新能源汽車輕量化趨勢下，對于連接形式選擇，可降低結構件用量，提升用膠量來減輕電池重量；對于用膠選擇，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標準。 以聚氨酯發泡膠、有機硅發泡膠為代表的發泡膠在擁有減震、緩沖、隔音、保護、絕緣為一體的優勢的同時，具有密度低的特點。以集泰股份推出集泰-有機硅發泡膠F6351為例，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，用于動力電 池熱管理可以做到輕量化隔熱效果。
熱管理需求：導熱、保溫、隔熱三管齊下
導熱需求：鋰離子電池充放電電流較大，并伴隨著多種化學物質傳輸和電化學反應，散熱條件較差，引起電池內部溫度升高。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致熱量堆積，且不同位置的電芯往往溫度也不完全一致。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，過高的溫度易導致冒煙、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，電解液增稠致使導電介質運動受阻，電化學反應速率和反應深度降低，從而導致電池容量下降，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、強絕緣性的導熱膠為動力電池傳導熱量，降低電芯間溫差；隔熱膠則可防止電池內部爆炸 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。
熱管理需求：CTP技術下的熱管理
基于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層電芯到冷卻板的導熱膠粘劑；并減少了一半的接口數量，從原有的4個變為現有的2個接口，還去掉了模組外殼。這顯著降低了電 池堆的熱阻，進而降低了冷卻板的冷卻（或加熱）負荷，支持使用導熱率較低的填縫膠。另一方面，由于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.從傳統汽車到三電系統， 單車價值量提升高達2-3倍
傳統汽車：膠粘劑應用點/應用量固定，增量空間小
汽車工業已經成為建筑和輕工業以外最受關注的膠粘劑應用領域。20世紀90年代以后，汽車工業隨著中國經濟的高速增長有了長足的發 展，我國汽車大規模生產能力的提升也帶動了車用膠粘劑的市場規模增長。 傳統燃油車膠粘劑應用點眾多，種類有聚氨酯膠、有機硅橡膠、厭氧膠、丙烯酸酯膠等，應用于汽車裝配中不同的模塊，包括車體結構 粘接密封；汽車內飾的粘接固定；汽車箱體結合面的粘接密封；金屬材料間的粘接等。相對于新能源汽車而言，傳統燃油汽車動力模式 較為固定，相對而言膠粘劑的應用點和應用量也較為固定，通常為2-3kg/輛，后續增量空間較小。除了將零件固定在一起之外，燃油車傳動系統膠粘劑應用還專注于密封冷卻劑、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將濕氣、水、空氣、灰塵和其他污染物阻擋在系統之外。
電芯層面：關注隔熱材料和極耳絕緣膠帶技術創新升級
電芯層面，動力電池安全性對于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。
電池包層面：多膠種構建動力電池安全屏障
電池包中應用的膠粘劑主要有結構膠（導熱與絕緣）、灌封和密封膠（密封和導熱）、功能性膠（導熱和導電）幾種。結構膠主要用于 結構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，灌封膠主要起到灌封和導熱作用，而功能性膠擁有導電、導 熱等性能，是動力電池安全管理重要組成部分。以一個CTP磷酸鐵鋰電池包為例，通常需要導熱結構膠2.5kg，無導熱作用的結構膠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
結構膠：滿足機械性能需求，實現安全可靠的輕量化設計
結構膠是指應用于受力結構件膠接場合，能承受較大動負荷、靜負荷并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，屬于長時間經受大載荷、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、沖擊和跌落等要求。
密封膠：為動力電池應對復雜使用環境提供防護
密封膠又稱密封劑、密封材料，按照ISO-6927術語標準定義，密封膠是以非定型狀態嵌填接縫，并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、環氧樹脂膠、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。 按形態分，可分為膏狀密封膠、液態彈性密封膠、熱熔密封膠和液體密封膠。
功能膠之導熱膠：實現熱量傳導，有效避免熱失控
導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，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、有機硅和聚氨酯等）和導熱填料【提高導熱性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化 鋁（Al2O3）、氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成】。導熱填料分散于樹脂基體中，彼此間相互接觸，形成導熱網絡，使熱量可沿著 “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，關注有機硅/聚氨酯體系及氣凝膠應用進展
性能分類：聚氨酯、有機硅性能占優，市場占比提升
動力電池初期多用環氧樹脂和丙烯酸作為膠粘劑主要成分，動力電池革新后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??；2.電池廠對于生產潔凈度要求較高，而環氧樹脂與丙烯酸在生產過程中通常較臟。聚氨酯和有機硅逐步成為主流。以聚氨酯何有機硅為主要成分的膠粘劑生產潔凈度高，彈性和粘接強度相較于環氧樹脂和丙烯酸具有優勢， 且有機硅耐高溫性能佳，在能量密度與電池工作溫度提升的趨勢下，有機硅或成為主流。
聚氨酯膠：機械性能、耐低溫性能占優
聚氨酯是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團（-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羥基或多羥基化 合物加聚而成。聚氨酸大分子中除了氨基甲酸酯外，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，剝離強度很高， 特別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，下游主 要包括家電和建筑，純MDI消費量約78萬噸，下游主要是氨綸和 TPU等。
報告節選：
