2023年，我国新能源汽车产业快速崛起，产销量分别达958.7万辆和949.5万辆，分别同比增长35.8%和37.9%，市场占有率达31.6%，其中，比亚迪更是凭借全年销售302万辆，成为新能源乘用车领域全球销量最高的车企。
《节能与新能源汽车技术路线图2.0》制定了2035年燃油与纯电动乘用车轻量化系数分别降低25%与35%的战略目标。随着新能源汽车的消费升级，除其所带来的能源效益备受关注外，消费市场对其安全性、轻量化及NVH、动力电池散热、VOC也提出了更高要求。而发泡材料轻质、阻燃、吸音、缓震等优异特性，均能满足多元化且刁钻的市场需求。
01
发泡材料助力汽车轻量化，减少能源消耗和排放的重要措施
随着新能源汽车的火爆市场，对其节能环保和轻量化的需求在不断增长。据Lucintel披露的数据显示，预计到2025年，汽车的轻量化材料的应用占比将超过47%，可以使车身减重50%。
新能源汽车“三电”系统约占整车整备质量的1/4左右，其重量能直接影响电耗、动力性、制动性能、被动安全性、一次充电续航里程等方面，而节能减排、改善空气质量是车身实现轻量化后显著优势，由此可见未来发展话题与趋势都绕不过汽车轻量化。相较于汽车动力装置和传动装置的技术改革，发泡材料可从结构设计、材料替代、工艺创新等多个途径实现汽车的“瘦身”，是对汽车轻量化改革中减少能源消耗和排放的显著有效措施之一。
近日，沙特基础工业公司（SABIC）推出了SABIC® PP-UMS发泡树脂，具有卓越的轻量化、加工和可持续特性，可以减少车辆碳排放。
图源：@SABIC官网
这种独特的材料具有高熔体强度及出色的发泡性，能够挤出密度极低、抗冲击性优异且符合 VDA 278 排放法规的PP泡沫。据了解，该PP-UMS泡沫树脂生产的吹塑PP泡沫可用于汽车风道，以帮助减轻重量并简化车辆中的安装过程。这款泡沫树脂解决方案创造了一个单一材料部件，便于在现有废物系统中回收利用。
此外，SABIC的PP-UMS发泡树脂是新一代长链支链PP材料，溶体强度大于65cN，可实现极低的泡沫密度（20-200kg/m3）。其使用各种方法提供了广泛的加工窗口：泡沫挤出、泡沫注射成型、泡沫吹塑成型、颗粒发泡以及泡沫吹塑和流延膜。
由于电池包作为新能源汽车核心能量源，可为整车提供驱动电能。而电池Pack系统占据电动汽车整车质量的18%~30%，因此，降低电池Pack重量是实现新能源汽车轻量化并提高其续航里程的另一关键。
对此，旭化成公司推出了轻量化高机能聚苯醚发泡材料SunForce™产品。据了解，聚苯醚塑料是最轻的工程塑料，基于该材料制备的m-PPE（改性聚苯醚）发泡工程塑料，具备优秀的强度和重量比，是实现汽车轻量化的理想选择。
图源：公众号@聚氨酯联盟/侵删
值得注意的是，PPE分子链中含有芳香环结构，分子链刚性较强，树脂的机械强度较高，高强度、高模量、耐冲击，且在较宽的温度范围内可维持较好的力学强度。而发泡PPE作为新能源电池结构/功能材料，耐冲击吸能效果好，避免电池包内部电芯在碰撞变形小，显著提升了电池包的安全性和可靠性。
02
延长新能源汽车使用周期并保障其安全性，阻燃隔热保温缺一不可
近几年对于新能源汽车安全性相关报道数不胜数，究其根本，新能源汽车阻燃、隔热、保温等性能方面不仅是其最重要的几项安全指标，亦是保障乘员安全的重要条件。
高分子材料在提升新能源汽车安全性能中发挥着重要作用。以阻燃泡棉为例，其通过对塑料橡胶进行填料改性而制成，这种材料常常在粘合剂行业中作为阻燃辅助材料使用。然而，阻燃泡棉的阻燃性能相对较差，限制了其在更广泛领域的应用。
图源：江苏诚丰官网
为克服阻燃泡棉的局限性，国内许多优秀企业正在努力探索和开发性能更为优异的高分子材料，其关注重点包括提高阻燃性能、改善隔热效果以及增强材料的物理性能等多个方面。
江苏诚丰新材料股份有限公司深耕于科技海绵及其高分子微孔功能材料这一聚氨酯应用新材料领域，以汽车内饰行业为业务核心，陆续开发出聚醚型汽车内饰海绵、聚酯型汽车内饰海绵、镍氢电池绵等一系列产品，其生产的汽车门板聚酯海绵和顶棚聚酯海绵具备与织物复合粘结率强、耐磨、耐腐蚀、耐高温，拉伸性强等优异性能。
图源：Interfoam China 2024 线上展会
湖北祥源新材科技股份有限公司生产的有机硅胶泡棉（silicone foam/silicone sponge）是以有机硅树脂为原料结合阻燃体系，通过自脱氢反应提供发泡动力制成，具有低密度、低压缩永久变形、耐高低温等性能。有机硅泡棉材料既具有硅橡胶的高弹性，又兼具泡沫材料的吸音隔音、减震抗缓冲等特性，适用于轨道交通及新能源汽车行业等的减震缓冲、密封、防火阻燃、隔热保护等对材料性能要求严苛的领域。
图源：祥源新材官网
除此之外，伴随新能源汽车工业的发展，电池产业随之迅速崛起，市场对电池的能量密度、安全性、经济性等方面提出了更高的要求。采用固体电极和固态电解质且具备更高能量密度和安全性的“固态电池”便应运而生。
不久前，巴斯夫、长三角物理研究中心和卫蓝新能源科技有限公司共同推出了一款创新固态电池包。该电池包主要特点为助力电动汽车的轻量化、热管理、安全性和可持续，并且这款概念固态电池包采用了包括Ultramid®、Elastoflex®、Elastan®、Ultradur®、Elastollan®、Elastocoat®、Cellasto®、HED™在内的20多种高性能材料解决方案。
图源：巴斯夫官网
在热管理方面，电池包上盖采用了Ultramid复合材料，隔热垫片用了Elastoflex弹性聚氨酯泡沫材料，能够使其在高温下也安全运行。此外，如前面所说的侧边冷却板同样具有优秀的导热性能和电绝缘性，并且比铝材的温度更均匀。在安全性能方面，为了提高电池包侧碰撞的保护性能，侧梁空腔填充了高强度、低密度、抗冲击性的Elastan聚氨酯材料，可以提高侧碰撞的保护性能。
值得一提的是，由巴斯夫这些材料制成的圆柱形电池支架和电池组上盖均可物理回收，能够在一定程度上对现在车企实现减少碳足迹目标提供支持。
03
聚焦发泡材料“以塑代钢”攻克技术难关，中国加速成为全球汽车供应链中心
近年来，随着全球环保意识的提升和技术的不断创新发展，新能源汽车逐渐走入大众视野，成为汽车市场的一股新势力。根据国际能源署（IEA）发布的《2024年全球电动汽车发展趋势》数据显示，继2022年新能源汽车销量突破1000万辆后，2023年新能源汽车再创新高，同比增长35%，销量达到1400万辆。新能源汽车在全球汽车市场的占有率提升至18%，结合2022年市的14%和2021年的9%来看，新能源汽车表现出强劲的增长态势。
从区域效率及市场渗透率来看，新能源汽车领域呈现中美欧三足鼎立之态，中美欧的新能源汽车销量占全球总销量的95%，其中，中国市场以60%的占比占据了新能源汽车销量的“半壁江山”。
不仅如此，中国还正在加速成为全球汽车供应链中心。据统计，2023年全球总装机量达705.5GWh。当前，我国动力电池产业已进入第一梯队，2023年占全球装机量约5成，宁德时代、比亚迪等6家电池企业市场规模进入全球前10；动力电池技术领先，量产单体比能量突破300Wh/kg，系统成本降至1元/Wh以内，技术创新持续活跃，半固态电池、钠离子电池等开始进入产业化应用初期。至此，中国已经基本形成从材料研发、电池生产、回收利用到设备支撑的完整供应链体系。
而新能源汽车的技术发展，可分为动力深度电气化、车身底盘轻量化、整车智能网联化三大战略。不难看出，汽车轻量化、低成本、绿色环保等发展方向，以材料为主的轻量化解决方案必然成为一大投入研发趋势。
随着发泡工艺技术提升，新型发泡材料在传统发泡材料具有质轻、隔热、隔音、减震、价格低廉等优势基础上逐渐往可回收、可降解、低碳等方向发展，在汽车轻量化领域大放异彩，受到汽车制造商的青睐，广泛应用于电池包、仪表板、顶棚内饰、车门内饰板等汽车内饰件中。
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2024年9月3-5日，Interfoam 2024上海国际发泡材料技术工业展览会将于上海新国际博览中心举办。作为发泡领域的国际化专业细分展览会，Interfoam China 2024 将携手300+全球优质发泡材料供应商及预计超10000专业观众，共赴一年一度发泡领域行业盛世。
同期举办“重新定义发泡材料”第四届发泡材料及应用国际高峰论坛，来自专家级学术与产业演讲嘉宾带来100+行业热议的论坛话题，共同探讨行业当下面临的挑战及机遇，共创细分赛道破局之路。
*[分论坛] 新能源汽车粘接技术创新与应用
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