2022中国关键新材料技术及创新商藤林发展图景研究报告 -弥补产业薄弱环节 突破关键材料困境.pptx

1;;什么是关键新材料？新材料是指新近发展或正在发展的、具有优异性能的结构材料 和有特殊性质的功能材料。在当前新一代信息技术、新能源、智能制造等新兴产业 迅速崛起的背景下，叠加中国“双碳”目标对新材料市场需求的拉动，部分处于产 业链关键位置、环节的新材料地位愈加凸显，这里将它们称作关键新材料。 2022 年正值中国产业升级与“双碳”政策推进的关键阶段，半导体和新能源行业 再度成为关注的焦点。能否在这两个领域取得突破一定程度上决定了产业升级和 “双碳”政策的落地进程。 产业升级先锋，先进半导体材料位置突出。随着第四次工业革命到来，大量新技术 需要依靠芯片来实现，但在过去的几十年间，中国的半导体材料过度依赖进口，无 法自给自足的半导体产业限制了中国信息技术产业的发展。先进半导体材料作为信 息技术产业的基石，在国际局势愈加???荡的背景下，其供需矛盾日益凸显，在诸多 关键新材料中的地位也逐渐突出。 “双碳”目标下新能源材料重要性凸显：锂离子电池材料需求猛增，氢能材料蓄势 待发。随着中国“双碳”目标从战略到落地，各行业开始施行减碳措施，碳排放占 全中国终端碳排放 15% 的交通领域势必要率先做出改革。使用电能、氢能代替传统 化石能源的新能源汽车是交通领域减碳的首选方案。目前已经广泛使用的锂离子电 池和极具应用前景的氢燃料电池是新能源汽车的核心，其材料发展决定了中国新能 源汽车产业的进步，地位的重要性显而易见。 本报告聚焦先进半导体材料、新型锂电材料和氢能材料三个领域，以关键新材料前 沿技术为基础，从产业发展的驱动力出发，呈现中国产业发展图景，绘制研究体系 图谱，以飨读者。;;;;;;;;;;;;;;;;;锂离子电池材料：跳跃在汽车电动化浪尖的关键新材料 磷酸铁锂和三元材料优势各有不同，是目前正极材料市场主流的研究方向 负极材料：石墨材料主导市场，新型负极材料具备潜力 电解液材料：新型材料成本过高，固态电解质另辟蹊径 隔膜材料：聚烯烃隔膜工艺成熟，新材料性能优越成本高昂 中国锂电材料产业发展动力：下游市场蓬勃发展，政策提供多元化支持 中国锂电材料技术：低成本、高性能、高安全性是发展方向 中国锂电材料产业：完整产业链和政策引导为锂电材料产业带来巨大潜力 20;锂离子电池材料：跳跃在汽车电动化浪尖的关键新材料;磷酸铁锂和三元材料优势各有不同，是目前正极材料市 场主流的研究方向;三元正极材料：拥有高比容量优势的高镍材料已成为市 场焦点;磷酸铁锂：低成本、长寿命等优势带来强大市场竞争力;负极材料：石墨材料主导市场，新型负极材料具备潜力;电解液是锂电池关键材料之一，由锂盐、溶剂和添加剂按一定比例配制而成，是锂 离子电池中锂离子传输的载体，在正负极之间起到传导锂离子的作用。相比于其他 电解质，六氟磷酸锂在常用有机溶剂中具备适中的离子迁移数和解离常数，与多种 正负极材料相容性较好，同时工艺成熟，成本较低，是目前主流的溶质锂盐。 双氟磺酰亚锂盐等高性能新型锂盐广受关注。随着正极材料性能的不断提升，锂离 子电池对电解液的要求也日益增高，双氟磺酰亚锂盐等具备高性能的新型材料成为 了锂盐的新选择，但目前生产技术难度大导致其成本居高不下，目前尚未直接用作 溶质锂盐，而只能作为电解液添加剂来提升电解液性能。 以安全见长的固态电解质是新型解决方案。传统电解液由于使用有机碳酸酯类作为 溶剂，具有高活性、易燃烧等问题，在充电过充、过热和短路时易发生自燃和爆炸。 随着市场对电池安全的需求日益增长，具备不可燃、无腐蚀、不挥发特性的固态电 解质成为新型解决方案，可为锂离子电池带来更多的可能性。但目前固态电池技术 尚不成熟，现有材料存在着离子电导率低、界面阻抗大、快充难度大和价格昂贵等 问题。固态电解质材料技术成熟后，将为锂离子电池材料体系带来变革。;隔膜材料：聚烯烃隔膜工艺成熟，新材料性能优越成本 高昂 聚烯烃隔膜材料成本较低、工艺成熟，是市场上主流的隔膜材料。隔膜在锂电池中 的功能主要是提供锂离子传输通道，防止电池内部短路，对锂电池的安全与性能有 关键作用。目前隔膜的基膜材料以聚烯烃为主，代表材料为 PP（聚丙烯）和 PE （聚乙烯）。聚烯烃隔膜以其高强度、优良的化学稳定性和低价格占据着目前 3C 电池的主要市场，但同时也存在着孔隙率低，电解液润湿性差、高温热收缩等问题， 通常生产中在聚烯烃隔膜的一面或两面涂覆纳米氧化物和 PVDF 对其进行改性进行 改良。 陶瓷涂覆隔膜成本较高，离子导体涂覆隔膜、无机-有机复合涂覆隔膜尚处在研发阶 段。陶瓷涂覆隔膜指通过在聚烯烃隔膜单面或双面涂覆 Al2O3、SiO2、勃姆石等无 机陶瓷材料，大幅提升聚烯烃隔膜的高温尺寸稳定性，在一定程度上可以主动防御 锂离子电池热失控的发生，更适合用于大容量锂离子动力电池的制造和使用，但目 前高昂