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气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现

日期:2026-07-11 浏览: 

  云开全站Kaiyun平台云开全站Kaiyun平台气凝胶曾经是一种典型的“高性能、低渗透”材料。它密度低、孔隙率高、导热系数低,被称为“隔热王者”。

  过去很长时间里,气凝胶更多出现在航空航天、高端工业保温、深冷工程等场景,距离大规模民用市场还有一定距离。原因也很直接:原料贵、干燥工艺复杂、设备投资高、生产周期长,终端成本难以下降。

  但这几年,气凝胶产业正在发生变化。变化不是来自单一技术突破,而是来自三条线同时推进:上游硅源降本;中游常压干燥和连续化复合工艺成熟;下游新能源汽车、工业节能、建筑节能等场景开始提供规模化需求。换句话说,气凝胶正在从“贵族材料”走向“工程材料”。

  一个值得关注的时间节点是2026年7月1日。这一天,两项与气凝胶产业化相关的标准同时实施:GB/T 46993-2025《绝热材料 建筑用气凝胶毯 规范》和GB 38031-2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》。前者补齐建筑用气凝胶毯的产品规范,后者提高动力电池热扩散安全要求。一个指向建筑节能的标准化导入,一个指向新能源汽车的热安全升级,说明气凝胶产业正在从“材料性能驱动”进入“标准与场景共同驱动”的阶段。

  气凝胶不是某一种单一材料,而是一类具有纳米多孔结构的轻质固体材料。目前产业化最成熟的是二氧化硅气凝胶,常见产品包括气凝胶毡、气凝胶板、气凝胶隔热片、气凝胶涂料和气凝胶粉体。

  它的核心价值是隔热。气凝胶内部有大量纳米孔,可以同时抑制固体热传导、气体对流传热和辐射传热。因此在同等隔热效果下,气凝胶材料通常可以做得更薄、更轻。这也是它进入新能源汽车、工业管道、建筑保温、航空航天的根本原因。

气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现(图1)

  不过,气凝胶不是“万能热管理材料”。它的强项是隔热、阻燃、延缓热扩散和轻量化,不是把热量快速导走。导热垫片、均热板、液冷板解决的是“把热带走”;气凝胶解决的是“把热挡住”。

  在动力电池里,这个区别尤其重要。气凝胶并不是替代液冷系统,而是在热失控发生时,延缓热量向相邻电芯和模组扩散,为电池系统争取安全时间。

  传统二氧化硅气凝胶常用正硅酸乙酯等有机硅源,成本较高。随着水玻璃等无机硅源路线发展,以及硅基化工副产资源利用受到重视,上游原料体系正在变得更丰富。

  工艺端的变化更关键。传统超临界干燥可以较好保持气凝胶孔结构,但设备要求高、能耗高、投资大。常压干燥则通过表面改性降低干燥过程中毛细力对孔结构的破坏,更适合低成本、连续化、规模化生产。因此,气凝胶产业化的核心问题已经从“能不能做出来”,转向“能不能稳定、低成本、连续地做出来”。

气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现(图2)

  国内产能布局正在加快。以华陆新材为例,国务院国资委报道显示,其规划分三期建设年产30万方硅基纳米气凝胶复合材料生产基地,一期年产5万方项目已于2022年开车成功。纳诺科技官网也显示,公司已建成年产气凝胶绝热毡6万立方米、新能源配套隔热插片2000万平方米的自动化生产线。这说明行业已经进入规模化建设阶段。但产能只是第一步,真正决定企业竞争力的,是成本、稳定性、复合加工能力和下游验证能力。

  动力电池能量密度提升后,热安全压力也随之增加。电芯一旦发生热失控,如果热量继续向相邻电芯扩散,就可能引发连锁反应。气凝胶隔热片、隔热垫、防火毯等材料,正是用来延缓热扩散。

  需求端已经足够大。2025年,中国新能源汽车产销分别完成1662.6万辆和1649万辆,同比分别增长29%和28.2%,新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的47.9%。

  标准端也在推动材料升级。强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB 38031—2025)于2026年7月1日起实施。针对热扩散测试,新国标将要求从此前“起火、爆炸前5分钟提供报警信号”,提升为“不起火、不爆炸,烟气不对乘员造成伤害”。这意味着电池安全逻辑正在从“报警逃生”转向“抑制热扩散”。气凝胶材料的价值,也有望从高端车型和重点平台,逐步向更多电池系统渗透。

  需要注意的是,新国标并不直接规定必须使用气凝胶,但更高的热扩散防护要求,会推动电池厂和整车厂重新评估电芯间隔热、模组防火、包级热屏障等材料方案。气凝胶凭借低导热、轻量化和耐高温优势,有望从高端车型和重点平台向更多电池系统渗透。

  海外市场也在验证这一趋势。Aspen Aerogels的PyroThin气凝胶热屏障产品,定位于电芯、电池模组和电池包层级的热失控防护,并明确面向磷酸铁锂、三元和固态电池等体系。

气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现(图3)

  石油化工、蒸汽管道、液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)储罐、炼化装置、高温设备等场景,本来就是气凝胶较早实现产业化的领域。

  在这些场景中,气凝胶的价值不是“材料单价便宜”,而是减薄保温层、降低能耗、节省空间、减少检修和降低全生命周期成本。

  新华社曾引用中国石油管道科技研究中心评估称,以350℃蒸汽管道保温为例,相比传统保温材料,气凝胶保温层厚度可减少约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。

  这类工程数据说明,气凝胶不是单纯卖“高性能”,而是在工业节能场景中可以对应到明确的经济账和减碳账。

气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现(图4)

  建筑领域是气凝胶想象空间最大的市场之一。气凝胶复合保温板、保温砂浆、气凝胶涂料等产品,适合超低能耗建筑、既有建筑节能改造、老旧建筑内保温、空间受限墙体保温等场景。

  政策方向是明确的。国务院《2024—2025年节能降碳行动方案》提出,要大力发展绿色建材,推动墙体保温材料轻型化,并推进建筑节能降碳。此外,工信部相关目录将“基材增强型二氧化硅气凝胶复合绝热制品”列入建材工业鼓励推广应用技术和产品,指标中包括25℃导热系数0.021 W/(m·K)、燃烧性能等级A2、憎水率98%,适用场景覆盖建筑节能、工业窑炉及管道等领域。

  但建筑市场的现实问题也很明显:成本敏感、招投标体系保守、施工端认知不足、系统认证周期较长。因此,气凝胶在建筑领域更可能先从高端公共建筑、超低能耗建筑、老旧建筑改造中的特殊场景突破,而不是一开始就全面替代传统保温材料。

  建筑端的标准体系也在完善。GB/T 46993-2025明确了建筑绝热用气凝胶毯的产品性能、测试步骤、合格评价、标记和标签等内容,主要起草单位包括南京玻璃纤维研究设计院、广东埃力生科技、纳诺科技等。标准的出台,有助于解决建筑领域长期存在的产品认知不足、质量评价不统一和工程应用缺少依据等问题。

气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现(图5)

  航空航天对材料的要求极端,包括轻量化、耐高低温、隔热、防火、耐烧蚀和长期可靠。气凝胶凭借轻质和隔热优势,长期被用于航天隔热等高端场景。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)也曾介绍,传统二氧化硅气凝胶已被用于火星车隔热等应用。

  但这一领域认证周期长、批量有限、产品要求特殊。对于气凝胶企业来说,航空航天更多代表技术高度和品牌背书;真正支撑收入放大的,仍然要看新能源汽车、工业节能和建筑节能。

  第一类是专业气凝胶材料企业,核心能力在配方、干燥工艺、复合加工、产品开发和客户验证。

  第二类是上游硅基化工企业向下游延伸,优势在硅源、硅烷、有机硅、工业硅等原料基础,以及产业链一体化能力。

  类型代表企业主要看点专业气凝胶材料企业华陆新材、纳诺科技、埃力生、中凝科技、爱彼爱和、金纳科技等气凝胶毡、隔热片、板材、涂料等产品产业化能力上游硅基化工延伸企业宏柏新材、晨光新材、江瀚新材、合盛硅业等硅源、硅烷、有机硅等原料优势,向气凝胶材料延伸复合应用创新企业泛亚微透、珈云新材料、廊谷新材料、埃尔默科技等电池隔热、绿色建筑、聚四氟乙烯(expanded Polytetrafluoroethylene,ePTFE)复合、超高温陶瓷气凝胶等细分场景

  企业数量增加并不代表行业已经成熟。对气凝胶企业来说,产能扩张只是入场券,真正的壁垒在于稳定制备、复合加工、应用认证和客户导入。不同场景对材料的要求差异很大:动力电池看批量一致性、薄型化、阻燃、绝缘和耐老化;工业节能看长期导热系数、憎水性、施工便利性和节能收益;建筑领域则看防火等级、系统认证、施工体系和成本控制。因此,未来行业大概率会从“拼产能”转向“拼产品体系和场景验证”。

  所以,未来真正跑出来的企业,大概率不是单纯“有产能”的企业,而是能把低成本制备、复合材料设计和下游场景验证同时做好的企业。

  首先,成本仍然是最大约束。即使工艺进步带来成本下降,在大多数低端保温场景中,气凝胶仍难以和传统岩棉、聚苯板、聚氨酯等材料直接拼价格。它更适合对厚度、重量、防火、安全和节能有更高要求的高价值场景。

  其次,产品形态决定应用边界。气凝胶粉体、气凝胶毡、气凝胶板、气凝胶涂料、电池隔热片不是一个市场。电池隔热片要求薄型化和复合封装;工业毡要求耐温、憎水和施工适配;建筑板材要求防火、强度和系统认证。不能用一个“气凝胶概念”笼统判断所有应用。

  第三,环保和安全生产会提高行业门槛。气凝胶生产涉及溶剂、表面改性剂、干燥和复合加工等环节,企业需要解决溶剂回收、挥发性有机物控制、粉尘控制和连续化安全生产问题。随着环保和安全要求提高,行业可能向具备规模、工艺和合规能力的企业集中。

  第四,标准体系正在补齐,但工程评价仍需完善。工信部等四部门印发的《标准提升引领原材料工业优化升级行动方案(2025—2027年)》提出,到2027年发布并实施100项以上新材料领域标准、100项以上绿色低碳标准。对气凝胶这类新材料来说,标准不是限制,而是进入大规模工程应用的前提。

  也正因为此前标准体系不足,气凝胶在建筑和部分工业应用中容易出现“性能说不清、质量难比较、工程难验收”的问题。随着建筑用气凝胶毯等国家标准实施,行业开始进入有标准可依、有指标可比的新阶段,但面向不同应用场景的工程评价体系仍需继续完善。

气凝胶:从“贵族材料”到工程材料产业化拐点正在出现(图6)

  第一,看新能源汽车电池隔热材料的定点和渗透率。如果更多电池厂、整车厂把气凝胶隔热片纳入标准化设计,行业需求会明显放大。

  第二,看常压干燥和连续化复合工艺是否稳定。真正的产业化不是实验室指标,而是稳定批量、低成本、少波动。

  第三,看工业节能项目是否形成可量化收益。如果节能收益能够覆盖初始材料成本,工业管道、LNG、炼化和能源装备会持续打开市场。

  第四,看建筑领域是否形成成熟系统方案。单一材料很难推动建筑市场,必须和保温系统、防火体系、施工标准、验收标准绑定。

  气凝胶行业的主线已经比较清楚:它不会在所有场景中替代传统保温材料,但会在空间受限、高效隔热、防火安全、热扩散阻隔和节能减碳等高价值场景中提高渗透率。

  未来几年,气凝胶产业真正的竞争,不是“谁的概念更先进”,而是“谁能把成本、工艺、可靠性和客户验证做到位”。从这个角度看,气凝胶产业化的拐点正在出现。但它不是一夜爆发的概念行情,而是一场工程材料的长跑。真正能跑出来的企业,必须同时具备三种能力:低成本制备能力、复合材料工程能力、下游场景验证能力。

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