⽓凝胶概述
⽓凝胶是⼀种隔热性能优异的固体材料，具有⾼⽐表⾯积，纳⽶级孔洞，低密度等特殊的微观结构，基于这些结构在热学⽅⾯表现出优异的性能。它的导热率 ~0.012mw/mk、密度~0.16mg/cm3、⽐表⾯积在 400-1000m2 /g、孔隙率为 90-99.8%，它化学性能稳定，内部体积 99%由⽓体组成，是⽬前已知密度最⼩的固体。 1.1. ⽓凝胶的产业化⽇趋成熟
⽓凝胶从发现⾄今已经经历过三次产业化，⽬前正处在第四次产业化浪潮的快速发展中。⽓凝胶诞⽣于 1931 年，由Steven.S.Kistler 在 Nature 杂志上发表《共聚扩散⽓凝胶与果冻》标志着⽓凝胶的发现。也正是 Kistler ⾸次通过⼄醇超临界⼲燥技术，制备出世界上第⼀块⽓凝胶—SiO2 ⽓凝胶。
第⼀次产业化发⽣在 20 世纪 40 年代早期，但是由于⾼昂的成本，第⼀次产业化最终失败。美国孟⼭都公司（MonsantoCorp.)与 Kistler 合作⽣产名为 Santocel 的⽓凝胶粉体，⽤来作化妆品、硅橡胶添加剂、凝固汽油增稠剂等。但因为⾼昂的制造成本及应⽤开发的滞后，孟⼭都公司于 20 世纪 70 年代终⽌了⽓凝胶项⽬。
第⼆次产业化浪潮中，出现了不同技术⽅向的典型代表。（1）1984 年，瑞典 Airglass 公司使⽤甲醇超临界技术，该材料⽤于切伦科夫探测器；（2）1989 年，美国 Thermalux 公司使⽤ CO 超临界技术，由于经营不善，项⽬终⽌；
（3）1992 年，德国 Hoechst 公司以常压⼲燥技术⽣产⽓凝胶粉体，推动其在隔热涂料、消光剂等多个领域的应⽤；（4）2003 年，同济⼤学开始发表常压⼲燥的研究论⽂，中国技术⼯作者在常压⼲燥领域的投⼊逐步增多。 第三次产业化发⽣在 21 世纪初，在这次产业化中诞⽣了著名的 Aspen Aerogel 和 Cabot 公司。1999 年美国 Aspen Systems 公司承接美国宇航局的课题，成功制备出纤维复合的⽓凝胶超级绝热材料。2001 年正式成⽴了 Aspen Aerogel 公司进⾏⽓凝胶的商业化运作，开始将⽓凝胶绝热毡推⼴应⽤⾄航天军⼯、以及⽯化领域。由此开启了⽓凝胶材料第三次产业化浪潮，⽓凝胶终于到了⼀个好的商业化产品模型。2003 年全球领先的特种化学品和⾼性能材料公司 Cabot 通过兼并德国 Hoechst，掌握了常压⼲燥制备 SiO2 ⽓凝胶材料的⽣产技术，成⽴了⽓凝胶专业公司，主要产品为⽓凝胶粉体颗粒，作为涂料添加剂或采光玻璃中的填充层应⽤。2004 年国内开始出现从事⽓凝胶材料产业化研究的企业。
松香油第四次产业化主要发⽣在国内，随着⽓凝胶⼯艺成本的降低和产业规模的不断扩⼤，⼀些新兴应⽤不
断开发出来，⽓凝胶市场⽇益成熟。2010 年开始，国内⾸批⽓凝胶⽣产企业陆续成功开拓了⼯业设备管道节能、新能源汽车安全防护、轨交车厢及船体防⽕隔热保温的应⽤市场。2017 年，我国发布了《纳⽶孔⽓凝胶复合绝热制品》（GB/T34336-2017）国家标准；同年，⽓凝胶被列⼊国家重点节能低碳技术推⼴⽬录。2019 年，我国⽓凝胶产量 7.82 万⽴⽅ ⽶，2019 年我国⽓凝胶市场规模约为 11.23 亿元。
1.2. 国内⽓凝胶产业逆境崛起
⽓凝胶产业逆境崛起，国内不断重视并快速发展。2016 年，美国阿斯彭⽓凝胶股份有限公司（Aspen Aerogels）向美国国际贸易委员会（ITC）提起了 337 调查申请，称来⾃中国的两家企业的产品侵犯其复合⽓凝胶隔热材料和制造⽅法相关的专利权，请求 ITC 发布⼀般排除令（或有限排除令）和禁⽌令。2018 年，ITC 对⽓凝胶隔热复合材料及其制造⼯艺做出 337 调查部分终裁：裁定两家中国公司存在侵犯知识产权的⾏为。此次调查事件引起了国内⽓凝胶⾏业及科研⼈员对⽓凝胶专利产权的⾼度重视。
2010 年之后专利和申请⼈数量增长迅速。从专利检索数据来看，⽓凝胶专利申请中年度新增的申请⼈数量逐年快速增加，每年有⼤量新增申请⼈涌⼊⽓凝胶领域。从国内⽓凝胶专利申请⼈排名来看，排名前⼆⼗位的，三分之⼆为⾼校和科研院所，企业申请⼈相对较少，且平均专利申请数量不到 50，授
权发明量更少。从发明专利的技术⽅向来看，⽬前主要集中在⽓凝胶制备⼯艺及设备上，这也是⽓凝胶产业化的需要重点突破的⽅向。从国内⽓凝胶专利申请情况来看，⽓凝胶产业⽬前处于产业化初期，已经有⼤批企业和研发机构涌⼊这⼀领域。
政策⽀持逐步明确，⽓凝胶推⼿频出。国际顶级权威学术杂志《科学》杂志在第 250 期将⽓凝胶被列为⼗⼤热门科学技术之⼀，称之为可以改变世界的多功能新材料。2014 年和 2015 年，发改委连续两年将⽓凝胶材料列为《国家重点节能低碳技术推⼴⽬录》，开始了对⽓凝胶材料的初步推⼴应⽤。2018 年 6 ⽉⽓凝胶被列⼊建材新兴产业，同年 9 ⽉发布第⼀个⽓凝胶材料⽅⾯的国家标准，2019 年 12 ⽉国家发改委发布⽂件⿎励⽓凝胶节能材料，2020 年 11 ⽉，《⽓凝胶保温隔热涂料系统技术标准》启⽤，有利于规范⽓凝胶保温隔热涂料在建筑⼯程中的应⽤，为建筑领域新建、扩建和既有建筑改造⼯程中⽓凝胶应⽤的设计、施⼯和验收提供了技术保证。
和既有建筑改造⼯程中⽓凝胶应⽤的设计、施⼯和验收提供了技术保证。
据中国⽯油管道科技研究中⼼评估，以 350℃蒸汽管道的保温应⽤为例，相⽐于传统保温材料，⽓凝胶的保温厚度减少2/3，节约能耗 40%以上，每公⾥管道每年可减少⼆氧化碳排放 125 吨。
随着⽓凝胶⾏业进⼊企业不断增多，产品应⽤不断扩宽，市场规模不断扩⼤，技术研发速度加快，产品价格显著降低，⾏业领先的公司进⼊快速增长阶段，⽬前国内尚没有⼀家企业形成稳固的龙头地位，
掌握低成本核⼼技术和⼀定市场资源的企业将获得巨⼤发展空间，整个⾏业将进⼊快速发展的窗⼝期。
1.3. ⽓凝胶的种类
⽓凝胶可分为⽆机⽓凝胶、有机⽓凝胶、混合⽓凝胶和复合⽓凝胶。常见的⽓凝胶主要是硅⽓凝胶、碳⽓凝胶和⼆氧化硅⽓凝胶，新进发展的⽓凝胶主要是氧化⽯墨烯⽓凝胶、富勒烯⽓凝胶和纤维/⼆氧化硅⽓凝胶。
⽬前市场上常见的以及研究较多的可分为氧化物⽓凝胶材料、炭⽓凝胶材料（耐⾼温性可达 3000℃）和碳化物⽓凝胶材料。河北建筑工程学院图书馆
1.3.1. 氧化物⽓凝胶材料
氧化物⽓凝胶材料在⾼温区（＞1000℃）容易发⽣晶型转变及颗粒的烧结，其耐温性相对较差，但是其在中⾼温区（＜1000℃）具备较低的热导率。氧化物⽓凝胶材料主要有 SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO 等。
1）SiO2 ⽓凝胶材料
SiO2 ⽓凝胶是⽬前隔热领域研究最多也是较为成熟的⼀种耐⾼温⽓凝胶，其孔隙率⾼达 80%~99.8%，孔洞的典型尺⼨为 1~100nm，⽐表⾯积为 200~1000m2 /g，⽽密度可低达 3kg/m3，室温热导率可低达 12m.W/（m〃K）。SiO2 ⽓凝胶材料通常是将与红外遮光剂以及增强体进⾏复合，以提⾼ SiO2 ⽓凝胶的隔热和⼒学性能，使其既具有实⽤价值的纳⽶孔超级绝热材料，同时还兼有良好的隔热和⼒学性能，主要应⽤于航空航天、军事、电⼦、建筑、家电和⼯业管道等领域的保温隔热。常⽤的红外遮光剂有碳化硅、TiO2（⾦红⽯型和锐钛型）、炭⿊、六钛酸钾等；常⽤的增强材料有陶瓷纤维、⽆碱超细玻璃纤维、多晶莫来⽯纤维、硅酸铝纤维、氧化锆纤维等。
2）ZrO2 ⽓凝胶材料
与 SiO2 ⽓凝胶材料相⽐，ZrO2 ⽓凝胶的⾼温热导率更低，更适宜于⾼温段的隔热应⽤，在作为⾼温隔热保温材料⽅⾯具有极⼤的应⽤潜⼒。ZrO2 ⽓凝胶材料的孔径⼩于空⽓分⼦的平均⾃由程，在⽓凝胶中没有空⽓对流，孔隙率极⾼，固体所占的体积⽐很低，使⽓凝胶的热导率很低。⽬前关于 ZrO2 ⽓凝胶应⽤于隔热领域的报道还⽐较少，研究者主要致⼒于 ZrO2 ⽓凝胶制备⼯艺的研究。
3）Al2O3 ⽓凝胶材料
氧化铝⽓凝胶材料具有纳⽶多孔结构、使其具有更轻质量、更⼩体积达到等效的隔热效果，同时具有⾼孔隙率、⾼⽐表⾯积和开放的织态结构，在催化剂和催化载体⽅⾯具有潜在的应⽤价值。氧化铝⽓
凝胶还可⽤作⾼压绝缘材料，⾼速或超速集成电路的衬底材料，真空电极的隔离介质以及超级电容器。
1.3.
2. 炭⽓凝胶与碳化物凝胶材料
炭⽓凝胶最⼤的特点就是其在惰性及真空氛围下⾼达 2000℃的耐温性，⽯墨化后耐温性能甚⾄能达到 3000℃，⽽且炭⽓凝胶中的炭纳⽶颗粒本⾝就具备对红外辐射极好的吸收性能，从⽽产⽣类似于红外遮光剂的效果，因此其⾼温热导率较低。但是在有氧条件下，炭⽓凝胶在 350℃以上便发⽣氧化，这使得其在⾼温隔热领域的应⽤受到了极⼤地限制。随着 SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2 等⾼抗氧化性涂层的发展，在炭⽓凝胶材料表⾯涂覆致密的抗氧化性涂层，阻⽌氧⽓的进⼀步扩散，将使该材料具备极⼤的应⽤前景。
碳化物材料具备极好的抗氧化性能，但是其本⾝热导率较⾼，将其制成含有三维⽴体⽹络状结构的⽓凝胶，可以极⼤地降低材料的热导率，进⼀步提⾼材料的隔热性能。⽬前国内外对于碳化物⽓凝胶的研究还相对较少，特别是对于成形性
降低材料的热导率，进⼀步提⾼材料的隔热性能。⽬前国内外对于碳化物⽓凝胶的研究还相对较少，
特别是对于成形性良好的块状碳化物⽓凝胶的研究尚处于初始阶段，对于其作为⾼效隔热材料的研究也较为匮乏，仅限于对该材料的制备与表征。
1.4. SiO2⽓凝胶的制备
由于 SiO2 ⽓凝胶是⽬前产业化最成熟的产品，该类⽓凝胶的制备包括两种⽅法：⼲燥法和溶胶-凝胶法。⽬前产业化中主要使⽤的技术是⼲燥技术。
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1.4.1. ⼲燥技术
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⽬前产业化中主要使⽤的技术是超临界⼲燥技术和常压⼲燥技术，其他尚未实现批量⽣产技术还有真空冷冻⼲燥、亚临界⼲燥等。
超临界⼲燥技术是最早实现批量制备⽓凝胶技术，已经较为成熟，也是⽬前国内外⽓凝胶企业采⽤较多的技术。超临界⼲燥可以实现凝胶在⼲燥过程中保持完好⾻架结构。
常压⼲燥技术⼀种新型的⽓凝胶制备⼯艺，是当前研究最活跃，发展潜⼒最⼤的⽓凝胶批产技术。其原理是采⽤疏⽔基团对凝胶⾻架进⾏改性，避免凝胶孔洞表⾯的硅羟基相互结合并提⾼弹性，同时采⽤低表⾯张⼒液体臵换凝胶原来⾼⽐表⾯积的⽔或⼄醇从⽽可以在常压下直接⼲燥获得性能优异的⽓凝胶材料。
相⽐超临界⼲燥技术，常压⼲燥技术在设备投⼊、硅源上均具有显著的成本优势，在技术上存在⼀定的门槛，适合于后期⽓凝胶的⼤规模量产。
1.4.
2. 溶胶-凝胶法
通过硅源物质的⽔解和缩聚获得具有三维⽹络结构的 SiO2 凝胶，反应⽣成以≡Si-O-Si≡为主体的聚合物，再经过⽼化阶段后，形成⽹络结构的凝胶。在凝胶形成的过程中，部分⽔解的有机硅发⽣缩聚反应，缩聚的硅氧链上未⽔解的基团可继续⽔解。通过调节反应溶液的酸碱度，控制⽔解-缩聚过程中⽔解反应和缩聚反应的相对速率，可得到凝胶结构。在酸性条件下（pH=2.0-5.0），⽔解速率较快，有利于成核反应形成较多的核；在碱性条件下，有利于核的长⼤及交联，易形成致密的胶体颗粒。强碱性或⾼温条件下 SiO2 的溶解度增⼤，使最终凝胶结构形成胶粒聚集体。
1.4.3. ⽓凝胶改性赋予其更强性能
⽓凝胶材料本⾝具有强度低、脆性⾼的缺点，为了克服这⼀缺点，需要对⽓凝胶材料进⾏改性，这是⽬前最重要的⼯艺，通过改性可赋予⽓凝胶材料不同性能。⽬前⽓凝胶材料改性最常⽤的⽅法就是掺杂，即加⼊掺杂剂或者增强／增韧材料，制备复合⽓凝胶材料。
复合⽓凝胶材料的制备⽅法通常有两种：⼀种是在凝胶过程前加⼊掺杂材料；另⼀种是先制备⽓凝胶颗粒或者粉末，再加⼊掺杂材料和黏结剂，经模压或注塑成型制成⼆次成型的复合体。常⽤的掺杂材料有玻璃纤维、莫来⽯纤维、岩棉、硅酸铝纤维等。掺杂材料种类的选择主要依⽓凝胶复合材料的应⽤⽬的⽽定。
⽓凝胶可与玻璃纤维、陶瓷纤维或者碳纤维进⾏复合，提⾼体系的结合⼒，使表⾯不易脆裂粉化。常见的产品如，⽓凝胶玻璃纤维毡、⽓凝胶陶瓷纤维毡、预氧化纤维等，该类产品主要应⽤于管道炉体等保温隔热，可取代聚氨酯泡沫、⽯棉保温垫、硅酸盐纤维等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。
在⽓凝胶基体材料表⾯与更⾼强度与韧性的材料进⾏复合，可提⾼整个材料体系的强度，拓宽更多的应⽤领域。纯纤维毡虽然有隔热效果，但是表⾯纤维容易断裂粉化，造成浮纤或粉末污染，不适合长时间在⾼温、压缩和振动条件下使⽤。为解决该问题，市场上出现了⼀种新的⽓凝胶材料复合办法。在⽓凝胶复合层的外部覆盖⼀层更⾼强度、⾼韧性的材料如膨体聚四氟⼄烯和阻燃 PET 纤维的复合层，这类材料能够应⽤在汽车隔热等特殊领域。
⽓凝胶材料也可⽤作涂覆材料，在基体表⾯添加隔热保护。将⽓凝胶颗粒以及粘合剂、阻燃剂、发泡剂进⾏混合制备出⽓凝胶粘合剂组合物，并在⽓凝胶涂料表⾯再涂覆热反射层⾯，可⼤幅提升原材料的耐热性能。
⽓凝胶粘合剂组合物，并在⽓凝胶涂料表⾯再涂覆热反射层⾯，可⼤幅提升原材料的耐热性能。
⽓凝胶材料也可与阻燃剂协同使⽤，获得更好的阻燃性的同时也能够提⾼材料的强度和韧性。有⼀种 Sb2O3-SiO2 复合⽓凝胶⽆机阻燃剂，具有较⼤的⽐表⾯积，其与塑料，橡胶等⾼分⼦聚合物基体产⽣了牢固的界⾯粘合⼒，提⾼了复合⽓凝胶阻燃剂在聚合物熔体中的分散性、流动性，提⾼了阻燃效果，减少了因添加⽆机类阻燃剂给聚合物基体造成的⼒学性能的损失。
⽓凝胶材料也可与纺织纤维如⽆纺布、聚酯短纤、尼龙等制作成⾐服⾯料，该⾯料可⽤于⽻绒服、棉袄、户外⽤品、防⽕服、宇航服及特种作业服等领域。该材料拥有良好的保温性、隔热性、耐磨性、防⽔性、防风型，导热系数低于
0.05W/(m〃K)，⽐⽻绒⽺⽑导热系数还低。
2
⽓凝胶应⽤⼴泛，处于⽣命周期的成长期
⽓凝胶材料由于其优异的保温隔热性能，应⽤领域⼴泛，主要分布在能源设备、交通、建筑材料、服装等领域，潜在规模巨⼤，我们判断全球市场空间在百亿美元以上。
整体处于⽣命周期的成长期，多领域蓬勃发展。据 IDTechEX Research 提及，由于⽓凝胶技术近年来才逐渐进步，⽬前⼤多数应⽤领域仍处于⽓凝胶推⼴的早期及成长期，区域能源、建筑建造、服装、⽇化、LNG 管道等领域发展较快。⽬前应⽤相对成熟的领域主要是油⽓管道（LNG 管道除外）、炼化项⽬、⼯业隔热等。
建筑建造、交通领域将会获得更快增长。2019 年⽓凝胶下游⼤部分应⽤集中于油⽓项⽬（56%）、⼯业隔热（26%），该两部分市场占⽐ 82%，建筑建造占⽐ 6%，交通项⽬占⽐ 3%。⽽ IDTechEX Research 分析，2024 年建筑建造领域的占⽐将会提升，应⽤占⽐预计较原来提升⼀倍，占⽐接近 12%，到 2029 年，建筑建造占⽐将会达到接近18%，交通领域也会提升⾄ 5%，⽽传统油⽓领域占⽐将降低到 41%，建筑建造以及新兴领域将成为主要消费驱动。
2.1. 能化领域是⽬前最⼤下游，保温防⽔应⽤成熟
⽓凝胶材料在能化领域主要应⽤在能源基础设施的外保温材料，包含蒸馏塔、反应管道、储罐、泵、阀门的保温材料，天然⽓和 LNG 液化⽓管道的保温材料，深海管道保温材料，发电⼚设备保温材料等。
⽓凝胶的疏⽔性可以使管道的保温层防⽔，并防⽌温差引起的凝结反应，当⽓凝胶具有相同的保温效果时，⽓凝胶保温层所需的厚度或间距较⼩，综合成本显著降低。管道保温应⽤环境复杂，既有室内
保温，也有室外保温，还有直埋管道保温。与室内外管道保温相⽐，⽓凝胶毡作为保温材料在直埋管道保温中的应⽤凸显了⽓凝胶的突出特点，既可以减少保温层的厚度，⼜减少⼟⽅⼯程量和⼯期。这两项的成本下降可以完全抵消选择⽓凝胶作为保温材料的成本。
与传统保温材料复合，有望达到最佳经济性。⽓凝胶主要应⽤领域为隔热保温，⽽作为尚未⼤规模普及的新型材料，⽓凝胶保温材料的劣势在于价格较⾼，初始投资较⼤。但由于其优异的耐⽼化性、尺⼨稳定性、疏⽔性、隔热性能及易于施⼯的优势，其在投⼊使⽤⼀定的时间后，就会体现出综合优势。根据中国⽯油管道科技研究中⼼研究，将三种保温⽅案对蒸汽管道以及地上管道上⽓凝胶材料与传统保温材料的保温性能、初始投资费⽤、以及运⾏维护成本进⾏了对⽐，发现在管道上使⽤⽓凝胶材料较传统保温材料具有较⼤综合优势。使⽤⽓凝胶材料所节约的能源和运⾏维护费⽤（主要指更换传统保温层的材料和⼈⼯费⽤)，可在 2～4 年内超过初期多花费的投资。在随后的利⽤过程中，可持续因能源节约和减少保温层更换次数为管道运营商节省开⽀。此外，当管道内外温差较⼤、年加热时长较长、加热燃料或电能涨价时，复合使⽤⽓凝胶材料和传统保温材料的效果更好。
⽓凝胶材料⽅便施⼯，提⾼施⼯效率 30%以上。将⽓凝胶毡切割成⼀定尺⼨后，会产⽣⼀定程度的弧度，可直接放臵在管道上安装固定。⽓凝胶毡轻巧、硬度⼀定、柔韧性强、不易破碎、切割⾮常⽅便。与传统保温材料相⽐，施⼯效率提⾼ 30%以上，也避免了传统保温材料后期使⽤不便维护的担忧。
虽然⽓凝胶保温的初期投资较传统材料偏⾼，但其诸多的优良性能、持久的节能收益、显著的绿⾊环保优势，使之成为
虽然⽓凝胶保温的初期投资较传统材料偏⾼，但其诸多的优良性能、持久的节能收益、显著的绿⾊环保优势，使之成为⼀种综合性价⽐较⾼的节能产品。⾼温蒸汽、导热油以及⼯艺流体介质管线是热电、炼油、化⼯等领域⾄关重要的设备，管道常年暴露于空⽓中，其热损失占整个⼚区⾃然热损失的绝⼤部分，且所输送介质能量保持率直接关系到产品的保质保量⽔平，所以选⽤优良的保温材料⾄关重要。⽬前全球⼤型⽯化企业如埃克森美孚、壳牌、雪佛龙、中⽯油、华昌化⼯等公司炼⼚均⼤量采⽤⽓凝胶材料作为保温材料。
国内⼤炼化产业快速崛起，⽓凝胶应⽤场景放⼤。据资料显⽰，2019 年我国炼油能⼒已超过 8.5 亿吨，2020-2023年，我国将新增炼油能⼒ 1.65 亿吨，增长 19.4%，全球 2020-2025 年将会新增炼能约 2.67 亿吨，中国以及全球炼能的扩张将为⽓凝胶复材带来⼀定的增长空间。
能化领域是⽬前⽓凝胶材料主要的应⽤市场，根据 Aspen Aerogel 19 年年报预测，能化领域的全球市场空间约 31 亿美元。
2.2. 新能源将成为交通领域主要增长引擎
⽓凝胶材料不但能够解决⽬前三元电池体系及其它电池体系的安全问题，也能够发挥阻燃性能应⽤于汽车内饰材料中。
2.2.1. 动⼒电池应⽤呼之欲出，有望解决安全痛点
⽓凝胶⾼温耐受能⼒解决三元电池安全痛点。当车载电池长时间输出电能后，电池内长时间进⾏化学反应会使得电池体明显发热，存在燃烧、爆炸的风险。传统的芯模组都是采⽤塑料隔板将电池相互隔开，并没有实际⽤处，这样不仅重量⼤还⽆法起到保护作⽤，且容易造成电池温度过⾼导致隔板溶解、着⽕等问题。现有的采⽤的防护毡结构简单，容易变形，使其不能很好地与电池组全⾯接触，且在电池发热严重时其并不能起到很好的隔热效果，⽽⽓凝胶复合材料的出现有望解决这⼀痛点。
三元电池对安全性要求更⾼。其优势在于储能密度和抗低温两个⽅⾯：1）储能密度，三元锂电池能量密度在 170-200Wh/kg，后期能量密度还会进⼀步提升，⽽磷酸铁锂电池能量密度为 140-160Wh/kg；2）低温使⽤性能，三元锂电池低温使⽤下限值为-30℃，磷酸铁锂电池低温下限值为-20℃，在相同低温条件下，三元锂电池冬季衰减不到 15%，磷酸铁锂电池衰减⾼达 30%以上。但由于三元电池能量密度更⾼，电池的稳定性和安全性相对较差，在使⽤时更依赖⾼性能的阻燃材料来增强三元电池体系的安全性能。
动⼒电池发展迅猛，三元电池占主要份额。数据显⽰，2020 年 1-7 ⽉，我国动⼒电池装车量累计 22.
5GWh。其中三元电池装车量累计 15.9GWh，占总装车量 70.6%；磷酸铁锂电池装车量累计 6.5GWh，占总装车量 28.8%，预计 2025 年全球三元正极出货量达到 150 万吨。
科技狂澜⽓凝胶复合材料作为阻燃材料，相⽐于传统阻燃材料具有质轻、阻燃性能优异、环保性能好等优点。⽬前新能源汽车蓄电池芯模组采⽤隔热阻燃材料主要有两种：
1）塑料类 PP、ABS、PVC 等，其中以 ABS ⼯程塑料为主，通常将阻燃剂添加进 PP、 ABS 等塑料制成阻燃塑料；2）玻璃纤维、陶瓷纤维棉等防⽕类材料制成的防⽕毡。⽓凝胶作为⼀种新兴材料，具有优良的绝热阻燃性能，将⽓凝
胶与⼯程材料复合⽽成的⽓凝胶复合材料具有极为优异的阻燃性能。泛亚微透开发的 SiO2 ⽓凝胶玻纤毡复合材料，该类材料在常温 25℃环境下，导热系数可以达到 0.017W/(m〃k)以下，在 600℃⾼温环境下，导热系数介于
0.047~0.066W/(m〃k)之间，它能够将电池包⾼温耐受能⼒提⾼⾄ 800℃以上。
该类⽓凝胶复合材料可以耐受住电池包短路造成的⾼温能量瞬间冲击，更好地解决动⼒电池安全问题。根据《电动客车安全技术条件》要求，可充电储能系统（或安装舱体）与客舱之间应使⽤阻燃隔热材料隔离，该材料的燃烧性能应符合GB8624-2012 中规定的 A 级不燃要求，并且在 300℃时导热
系数应⼩于等于0.04W/(m〃k)。专利 CN210136903U 中公布了⼀种⽤于新能源车电池中的⼆氧化硅⽓凝胶毡制品。其⼆氧化硅⽓凝胶毡层的各个表⾯均由⾼硅氧玻璃纤维布层包覆连接，包覆开⼝处通过⾼硅氧线连接。该材料达到了新能源汽车要求的 UL94 的 V0 级不燃的性能指标，在 400℃时的导热系数⼩于等于 0.04W/（mk），在 800℃⾼温下能够长期⼯作，满⾜了锂离⼦动⼒电池芯在发⽣撞击短路或过冲电发热⾃燃的条件下，隔离耐受故障电池芯瞬间释放的⾼温能量，使得电池芯⾃燃起⽕不再扩⼤延展。
预计 2025 年⽓凝胶复合材料在国内新能源汽车市场的潜在规模约 6.28 亿美元。根据 Aspen Aerogel 19 年年报，⽓凝胶材料近年平均价格约为 30 美元/平⽅⽶，每辆新能源汽车约需要 2-5 平⽅⽶的⽓凝胶复合材料，则每辆新能源汽车平
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