作为技术集成度最高的民用产品,汽车在新材料、新技术的更新上越来越快,电动化、智能化、轻量化、绿色化已成为材料发展的四大核心趋势。汽修企业作为售后服务市场的关键环节,及时了解维修材料趋势十分有必要,便于快速应对市场变化,准确匹配零部件,以及与车主进行有建设性的交流。所以今天咱们就来好好聊聊趋势之下的那些新材料。

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作为技术集成度最高的民用产品,汽车在新材料、新技术的更新上越来越快,电动化、智能化、轻量化、绿色化已成为材料发展的四大核心趋势。

汽修企业作为售后服务市场的关键环节,及时了解维修材料趋势十分有必要,便于快速应对市场变化,准确匹配零部件,以及与车主进行有建设性的交流。所以今天咱们就来好好聊聊趋势之下的那些新材料。



一、电动化趋势下的新材料
欧美多个国家已制定了燃油车禁售政策,我国政府也把“新能源汽车”提高到国家层面的战略高度。电动化作为行业最不可忽视的趋势之一,正在以前所未有的速度推进。

利好政策、基础设施建设、下降的电池价格作为三大拉力因素,将共同拉动电动车市场发展。

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从电化学技术路线来看,正负极、电解液与隔膜材料技术不断推陈出新,当前主流的三元锂电将被逐步替代,催生大量新型材料需求。

电池材料的预测
2015年
三元锂电池(石墨负极、三元正极)
2020年
负极材料改善,硅基锂电池(硅负极材料、三元正极)
2025年
负极材料突破,金属锂电池(金属锂负极、三元正极材料)
2030年
结合正极材料突破,锂硫电池(金属锂负极、硫正极)

正负极材料的预测
2015年
正极——三元材料;
负极——天然/人造石墨
2020年
正极——三元材料;
负极——硅材料+石墨
2025年
正极——三元材料;
负极——金属锂
2030年
正极——硫;
负极——金属锂/硅材料+石墨

电解液材料的预测
2015年
锂盐——六氟磷酸锂;
添加剂——二氧磷酸锂;
溶剂——羧酸脂
2020年
锂盐:LiFSL
2025年
固态电解质

隔膜材料的预测
2015年
干法向湿法过度陶瓷涂覆技术
2020年
陶瓷涂覆优化其他材料涂覆
2025年
无基膜直接涂覆/全陶瓷隔膜

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另外,氢燃料电池车与电化学电池车存在竞争,未来也将长期共存。性能优势使氢燃料电池车具备差异化定位能力,同时质子交换膜技术提升推动降本,预计2030年前后与电化学电池相比初步具备成本竞争力,这也将带动整个氢能产业链及价值链的发展,激活多种新兴材料的需求。

二、智能化趋势下的新材料
车联网技术经过一段时间的发展,从数据收集、处理、云计算,逐步向智慧交通、自动驾驶等方向发展,催生了用于车辆制造和基建建设用途的新材料。

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1、用于车辆制造为主的新材料
(1)车辆制造和相关配件
高性能纤维、复合材料、稀土永磁材料、液晶显示材料和有机发光二极管(OLED)显示材料等;
(2)智能化设备和系统
半导体材料、磁芯材料、敏感材料 (传感器)、氮化镓与覆铜板 (5G通信)、石英 (光纤光缆)、超导材料 (计算机)等;

2、用于基建为主的新材料
(1)基础工程
沥青、胶黏剂、涂料、复合材料、高温合金、基站滤波器材料等;
(2)通信工程
射频电路材料、天线用材料(移动终端和多媒体终端) 等;

三、轻量化趋势下的新材料
在普通汽车的重量分布中,钢/铸铁在汽车整体重量中占绝对第一的71%,替换钢/铸铁将是最主要的轻量化方向。目前,车用塑料替代金属趋势明显,相关的材料需求不断攀升。

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新车型对材料提出更高要求,汽车行业已经成为改性塑料需求增速最快的领域,而新能源汽车对轻量化技术要求更加严苛,材料供应商将加大研发投入把握商机。

我国发展车用塑料潜力大,相比全球42%的改性塑料用于汽车行业,国内汽车在改性塑料应用范围中的占比仅为15%左右,增长空间巨大。

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汽车各部件未来以塑代钢情况如下:
内部饰件
内饰件倾向于采用可吸取弹性体和发泡塑料来制造,减轻碰撞时对人体的伤害。
1、仪表盘替代材料:改性PP、PVC合金
2、门内板替代材料:ABS、PP、PP发泡、TPI、天然纤维/PP
3、座椅、地板、脚踏板替代材料:玻纤增强塑料

外部饰件
与金属覆盖件相比,塑料覆盖件使车身更加光滑、尺寸更加精确,质量、噪声、振动等条件上可以更加优化。
1、车顶盖替代材料:PC合金等
2、发动机罩替代材料:玻纤增强塑料
3、行李舱盖、前翼子板、尾板替代材料:玻纤增强塑料
4、后背门替代材料:玻纤增强塑料
5、底盘耐磨零件替代材料:改性PBT、改性POM

结构件
发动机周边的零部件必须承受高温,采用PA66材料来确保塑料化零件的性能;离合器实行系统采用纤维增强黑色尼龙LFRT,稳定性更高,并且节约成本。
1、保险杠替代材料:PP、PC/ABS、PC/PBT、PP发泡材料、TPO、玻纤增强塑料
2、燃油箱替代材料:超高分子量高密度聚乙烯、共聚PA、EVOH树脂
3、进气歧管替代材料:玻纤增强PA
4、发动机周边零件替代材料:PA66
5、离合器实行系统替代材料:长纤维增强黑色尼龙LFRT

其他
车身、底盘等使用符合材料实现轻量化效果。车身、底盘替代材料:碳纤维复合材料

四、绿色化趋势下的新材料
当前汽车行业所面临的绿色化挑战涉及多个主题,相应地,由各个绿色议题所引申出的挑战又对新材料产品和行业企业提出了新的需求,带来新的机遇。

安全健康挑战
车身、内外饰散发空气污染物,对车辆使用人员你的安全健康造成严重影响;未来对环保涂料(如水性涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料)和环保胶黏剂与密封剂(以水基型、热熔型为主)需求加剧。

环境能耗挑战
围绕动力系统的化石燃料燃烧与排放将成为重要课题,材料趋势将转向热传导性的新型陶瓷材料,如碳化硅、氮化硅等,以及发动机节能助燃剂,如辛烷值改进剂MTBE、纳米节能助燃剂。

环境能耗挑战
传统轮胎运行阻力大、汽车能耗要求高,绿色轮胎及其添加剂,如白炭黑将带来机遇。

物料回用挑战
另外,强制的物料循环要求下,广泛应用于汽车的热固性橡胶产品缺乏回收利用价值,新型橡胶替代产品,如热塑性硫化橡胶等新材料有望占据市场份额。


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图片:杜邦运输与工业企业与埃克森美孚化学企业联手开发转角成型密封件的新型Santoprene?热塑性硫化胶(TPVs)


总的来看,行业正处于一个关键变革期,随着经济发展、环境要求、技术突破等要素互相叠加,传统的汽车服务生态正逐步被替代。

汽修企业应积极把握新材料的市场发展步伐,可充分考虑上下游合作,与主机厂、供应商形成最早最快最精准的供需合作。

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