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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:02
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。03
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,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。注:球形氧化铝市场规模数据含亚微米氧化铝市场规模,数据口径为中国企业球形氧化铝出货量对应销售额口径。
数据来源:高工产业研究院(GGII)日本与中国是全球球形氧化铝导热粉体主要生产国,根据高工产业研究院数据,2022年日本球形氧化铝产值在全球占比48%,主要企业包括日本电气化学、昭和电工、日本雅都玛以及新日铁。中日占据了全球超70%的市场份额。中国作为球形氧化铝导热粉体的主要消费国,根据高工产业研究院数据,2022年中国球形氧化铝导热粉体出货量为2.75万吨,其中百图股份在中国市场占比 36%,居行业第一,行业前三企业合计出货量占比65%,市场集中度较高。注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!进粉体产业交流群请加中国粉体网编辑部微信:18553902686
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当前,汽车产业进入百年一遇的大变革时期,汽车电动化正成为新的发展潮流和趋势。电动化浪潮下汽车的各大系统设计均发生了翻天覆地的变化,不仅发动机变速箱等这些大总成正经历一场变革,其零部件材料及设计的新旧更替也在迅速刷新着整条产业链。目前来看,先进陶瓷材料凭借特殊性能优势正在加速“上车”。从最基础的锂电材料用陶瓷窑具、电池隔膜涂层,到轴承、刹车片、基板、电容器、继电器等零部件,再到汽车零部件的高效切削加工,先进陶瓷材料的优势在新能源汽车产业中发挥得淋漓尽致。种种迹象表明,电动汽车已经成为先进陶瓷应用与发展的新风口。为此,中国粉体网将于2023年9月12日在合肥举办“第一届电动车用陶瓷材料技术研讨会”,会议诚邀先进陶瓷、新能源汽车行业研发与生产单位、设备制造企业等上下游产业人员参会交流,共同探讨新能源汽车用陶瓷材料与技术,推动我国新能源汽车产业的高质量发展。会务组联系人:卢铭旗电 话:18669538053(同微信)![]() |
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