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一辆车需要10公斤，算下来，这个不起眼的“小球”市场有多大？

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2023-07-05

中国粉体网讯 在新能源汽车市场爆发增长的当下，其相关产业也随之进入高速发展的赛道，尤其是关乎人身安全的命脉——热管理，更是对各类高性能导热材料有着大量需求。

在众多导热粉体材料中，综合其性能、技术成熟度、生产成本等，球形氧化铝凭借较高的导热性能、高填充系数、较好的流动性、成熟的工艺、丰富的规格以及相对合理的价格，是导热粉体行业中高端导热领域最主流的导热粉体类别。

球形氧化铝为何成为导热材料的主力军

球形氧化铝粉体是氧化铝产品中不可缺少的一部分，因其特殊的物理化学性质而备受关注：

●球形氧化铝形貌呈现为规则球形结构，粒径通常在几微米到几十微米范围内，主要通过液相沉淀法、高温等离子体法、喷雾热解法等路线制备。

●市售球形氧化铝粉体球化率和产率都比较高，粒径也可根据具体使用场景进行定制化处理，综合使用成本相对较偏低。

●以球形氧化铝为填料时，颗粒的球形度越高，其表面能就越小，表面流动性也就越好，能够与聚合物基体更加均匀的混合，混合体系流动性更好，成膜后制备得到的复合材料均匀性更好。

所以用球形氧化铝为导热填料制备导热硅胶垫片时，当氧化铝颗粒球形度越高时，其柔韧性也就越高，力学性能更好。

球形氧化铝在复合体系中均匀分布示意图

球形氧化铝作为导热材料分为热界面材料、导热工程塑料、导热铝基覆铜板、导热塑封料等。球形氧化铝是常见的热界面材料中的无机填充物，导热系数达到30~42W/（m·K）。根据QYResearch统计，热界面材料占球形氧化铝下游应用比例达到48%，导热工程塑料占比为17%，高导热铝基覆铜板占比14%。

来源：QYResearch，开源证券研究所

通常，球形氧化铝在一定的填充量下，其对应聚合物复合导热材料的导热系数很容易达到3W/（m·K）以上，通过较好的粒径级配以及表面改性，高端球形氧化铝产品可以将聚合物复合导热体系的导热系数最大提升至8W/（m·K）。因此，球形氧化铝被广泛应用于硅胶、灌封胶、环氧树脂、塑料、橡胶、硅脂、散热陶瓷等不同导热材料中，可以满足大部分中高端导热界面材料、导热工程塑料以及铝基覆铜板等领域填料的应用需求。

电动汽车渗透率攀升，球形氧化铝需求增大

在世界汽车电动化的浪潮下，国内外主流车企纷纷加大新能源汽车战略布局，新能源汽车进入市场驱动的高速成长期。我国汽车的产量也逐年增加，根据汽车工业协会数据，截止到2022年我国汽车产量达到2702.1万辆，较上年增长3.6%，由于政府的大力支持以及从我国能源供给情况来看，我国新能源汽车市场保持快速发展的态势。而新能源汽车电池、电控、电机均采用导热材料及导热胶等热界面材料，有望带动球形氧化铝填充料需求。

来源：智电汽车

汽车电子领域

对于汽车电子领域，电机、电控、高压系统等部件需要灌封保护，对导热材料的导热系数要求较电池用导热材料更高，通常为2-5W/（m·K）。部分IGBT使用氮化铝陶瓷基板，自动驾驶芯片、激光雷达、LED大灯、显示屏幕与控制芯片等部件对导热也有较大需求。对于导热系数要求很高的部位，以球形氧化铝导热填料为主，一般场合也会用一些低价位填料。但是随着快充技术普及，未来导热系数要求呈上升趋势，对导热填料性能要求更高。

电控：

为减少热源和水路的热阻，提高模组的导热效率，通常需要在IGBT模组与冷片之间的刚性界面涂抹导热硅脂。有了导热界面材料(导热硅脂等)的填充，发热源和散热器间的接触面将充分接触，可大幅度降低界面热阻，显著提高散热效果，减少电气损失。

电机：

在驱动电机内，定子用于产生旋转磁性，通常采用高导热胶对定子进行整体灌封，可减小绕组与定子铁心之间的热阻，提高绝缘系统的导热性，电机温升可降低约10~18℃，提高了电机安全运行的可靠性。

动力电池领域

动力电池作为新能源汽车的“心脏”，其热监控和热管理直接关系到整车的使用性能，对整车的安全运行意义重大。随着新能源汽车市场销量逐步扩大，动力电池转机量也同步增长，据GGII数据估计，2018年至2022年，全球动力电池装机量由100GWh增长至450GWh，中国动力电池装机量由57GWh增长至230GWh。

对于动力电池领域，其对导热材料的导热系数要求通常在0.4-2W/（m·K），对于动力电池模组与液冷板间会用到导热垫片、导热凝胶、导热粘接胶等。比如当下宁德时代麒麟电池全球首创的电芯大面冷却技术，其结构大幅减少中间模组部件，同时需要大量使用胶粘剂来固定粘接电芯。胶粘剂广泛应用于PACK密封、结构粘接、结构导热、电池灌封等方面，提供安全防护、轻量化设计、热管理等功能，为动力电池实现持久、稳定、高效、安全的运行起到了关键性作用。用于动力电池的导热填料如氢氧化铝、角型氧化铝、球形氧化铝均能满足使用需求，考虑到动力电池厂商对安全性管控的重视程度以及电池模组结构和散热方式的差异，目前主要应用的导热填料为球形氧化铝，充当导热和阻燃作用。

充电桩领域

随着快充技术的普及，对充电桩的要求也不断提高：1）充电速度越快，充电桩电感模块功率越大，充电电流越大；2）由于体积高度压缩，内部结构非常紧凑，热量就越集中，进而导致充电桩内部温度升高，轻则充电模块过温保护不再输出，重则引起火灾等意外事故；因此，做好充电桩的散热方案极为关键。

目前，业内在充电桩的散热设计中，高导热界面材料引入非常普遍，例如，导热硅胶垫片用于电感模块导热，导热硅脂用于芯片导热、导热硅胶用于电源灌封等，导热硅胶片、导热粘接胶应用于集成电子元件板和散热器之间，柔顺、高回弹等特征使其能够覆盖不平整的表面，将热量从分离器件或PCB传导到散热器上，从而提高充电模块的散热效率和使用寿命，同时还起到了导热、绝缘防护、减震、固定电子元件等重要作用，让充电桩的使用更加安全。

新能源汽车市场“大爆发”，球形氧化铝赛道开跑

根据高工产业研究院数据，2022年全球导热粉体材料市场规模为50.4亿元，其中球形氧化铝导热粉体市场规模占比50.8%，为25.6亿元，同比增长30.7%。据壹石通公告，单辆新能源汽车大约需要使用不低于10kg的球形氧化铝，而且新能源汽车市场仍在快速增长，再加上氧化铝价格下降使得其在5G、消费电子领域导热粉体材料中渗透率增加。据预测2022-2025年全球球形氧化铝导热材料市场规模年复合增速将达28.2%，到2025年将达54.0亿元。