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研判2025!中国二氧化硅气凝胶行业特性、工艺流程及市场规模分析:气凝胶行业蓬勃发展,技术迭代降低生产成本[图]

内容概况:在“双碳”战略的推动下,二氧化硅气凝胶作为高效节能材料的价值被深度挖掘。2023年,中国二氧化硅气凝胶材料市场规模为21.73亿元,同比增长19.00%。随着《近零能耗建筑技术标准》的落地,北京、上海等地超低能耗建筑项目加速推进,气凝胶复合保温板因厚度减少60%、防火性能优越,逐步替代传统聚苯板。同时,中石油、中石化等企业在高温管道和LNG储罐中规模化应用气凝胶,推动工业隔热需求增长。此外,在新能源领域,动力电池隔热片随新能源汽车渗透率突破30%而放量,宁德时代、比亚迪等头部企业已将气凝胶纳入电池包标准设计。


相关上市企业:宏柏新材(605366)、晨光新材(605399)、兴发集团(600141)、新安股份(600596)、凌玮科技(301373)


相关企业:湖北江瀚新材料股份有限公司、江西晨光新材料股份有限公司、江西宏柏新材料股份有限公司、金三江(肇庆)硅材料股份有限公司、江苏泛亚微透科技股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司、中航锂电科技有限公司、天津力神电池股份有限公司


关键词:二氧化硅气凝胶、二氧化硅气凝胶市场规模、二氧化硅气凝胶行业现状、二氧化硅气凝胶发展趋势


一、行业概述


二氧化硅气凝胶是一种具有复杂三维网络结构的纳米轻质多孔材料,其基本骨架由无定形态的SiO₂构成,且以空气为主要组成成分。它是一种以气体为分散介质的凝胶材料,由胶体粒子相互聚结构成的一种结构可控的轻质纳米多孔固态材料,具有连续的三维网络结构。其固体相和孔隙结构均为纳米量级,孔隙率可高达80%~99.8%,比表面积可至1000m²/g以上,密度低达3kg/m³,是目前密度最小、隔热性能最好的固态材料之一。二氧化硅气凝胶按物理形态分类可以分为块状气凝胶、粉末状气凝胶、柔性气凝胶毡/板和薄膜状气凝胶,按功能改性分类可以分为疏水型气凝胶、亲水型气凝胶和复合增强型气凝胶。

二氧化硅气凝胶分类


二氧化硅气凝胶具有超低堆密度(0.003~0.200g/cm3)、高孔隙率(80%~99.8%)、大比表面积(500~1500m2/g)及低导热系数(0.015~0.030W/(m·K))等优异性能。它同时具有高弹性和强吸附等特点,可用于储能器件、隔热材料和航天探测器等方面,在保温、隔音、吸附和光催化等领域均拥有广阔的应用前景,被誉为“将改变世界的神奇材料”。

二氧化硅气凝胶特性


二氧化硅气凝胶的制备过程主要包括湿凝胶的制备、老化和干燥三个关键步骤。整个过程中,硅源在催化剂作用下进行水解缩聚反应形成多孔结构的湿凝胶,再经过老化过程促进凝胶网络中未反应的单体继续反应以获得强化的网状结构,最后将湿凝胶中的溶剂干燥去除,即获得具有纳米网络结构的SiO2气凝胶。其中,最关键的步骤就是干燥。

二氧化硅气凝胶制备工艺流程


目前,二氧化硅气凝胶常见干燥工艺有超临界干燥、常压干燥与冷冻干燥。超临界干燥工艺制备二氧化硅气凝胶,是我国目前主流工艺,该法制备的气凝胶收缩量最小,但核心设备复杂,需要高压设备、危险性高、工艺复杂、制备周期长、运行维护成本高,制成的二氧化硅气凝胶价格高昂。而冷冻干燥时溶剂发生相变,会产生体积变化,对凝胶的孔洞结构造成破坏,一般只能得到气凝胶粉末或颗粒。此外,常压干燥条件温和、设备简单,是SiO2气凝胶实现低成本、连续化和规模化生产的主要研究和发展方向之一。


二、行业发展历程


中国二氧化硅气凝胶行业发展主要经历了三个阶段。2004年以前的起步阶段,在早期,中国二氧化硅气凝胶技术主要依赖引进,国内企业处于对国外先进技术的消化吸收过程中。国内市场的产品主要来源于少数发达国家,国内企业在技术层面上处于追赶状态。


2004年至2015年的快速发展阶段,2004年,二氧化硅气凝胶首次在中国实现产业化。随着国家对新材料产业战略地位的明确和扶持政策的出台,以及市场需求的日益增长,二氧化硅气凝胶行业迎来了快速发展的契机。众多科研机构和高校纷纷投入到气凝胶材料的基础研究与技术开发中,南京工业大学材料科学与工程学院在沈晓冬教授的带领下,取得了重大技术突破,成功研发出具有自主知识产权的气凝胶制备技术,打破了国外技术垄断。这一时期,二氧化硅气凝胶的应用领域逐渐从实验室走向规模化应用,开始在电子、建筑、隔热等领域得到应用。


2015年至今的成熟稳定期,经过多年的发展,国内企业在技术研发、产品性能优化以及市场拓展等方面均取得了显著成效。特别是在制备工艺方面,国内企业已掌握多种先进的制备技术,部分技术甚至达到国际领先水平。同时,行业内企业数量逐渐增多,竞争也日趋激烈。龙头企业凭借其强大的技术实力和市场占有率,依然保持着行业引领地位,而中小企业则通过技术创新、差异化发展等策略,积极寻求市场突破口。

中国二氧化硅气凝胶行业发展历程


三、行业产业链


二氧化硅气凝胶行业产业链上游主要为原材料和生产设备等,其中原材料包括硅源(如硅酸钠、硅溶胶、正硅酸四乙酯等)、催化剂、溶剂等,生产设备包括反应釜、干燥设备(超临界干燥设备等)、后处理设备等。产业链中游为二氧化硅气凝胶的生产制造环节。产业链下游应用领域包括航空航天、建筑保温、新能源汽车、石油化工、军事装备等。

二氧化硅气凝胶行业产业链


相关报告:智研咨询发布的《中国二氧化硅气凝胶行业市场现状分析及发展前景展望报告


四、行业现状


在“双碳”战略的推动下,二氧化硅气凝胶作为高效节能材料的价值被深度挖掘。2023年,中国二氧化硅气凝胶材料市场规模为21.73亿元,同比增长19.00%。随着《近零能耗建筑技术标准》的落地,北京、上海等地超低能耗建筑项目加速推进,气凝胶复合保温板因厚度减少60%、防火性能优越,逐步替代传统聚苯板。同时,中石油、中石化等企业在高温管道和LNG储罐中规模化应用气凝胶,推动工业隔热需求增长。此外,在新能源领域,动力电池隔热片随新能源汽车渗透率突破30%而放量,宁德时代、比亚迪等头部企业已将气凝胶纳入电池包标准设计。

2016-2023年中国二氧化硅气凝胶材料行业市场规模情况


整体来看,行业增长的核心支撑来自技术迭代。2023年,常压干燥工艺的成熟使生产成本较5年前下降40%,国产化超临界设备普及率提升至65%,推动气凝胶均价从2018年的500元/平方米降至250元/平方米。头部企业如纳诺科技、埃力生通过连续化生产工艺,将产能提升至年产5万立方米,规模化效应逐步显现。同时,改性技术的突破拓宽了应用场景,碳纤维增强气凝胶抗压强度突破2MPa,柔性气凝胶毡在异形管道包裹中的适用性显著提升。


尽管增长显著,行业仍面临结构性挑战。当前气凝胶成本为传统保温材料的3-5倍,建筑领域渗透率不足5%。中小型施工方对材料性能认知有限,制约了市场教育进程。此外,高端应用仍受制于技术短板,航空航天领域超临界气凝胶的国产化率不足30%,依赖进口的局面尚未根本扭转。环保压力亦不容忽视,每生产1立方米气凝胶需消耗200kg溶剂,中小企业环保改造成本攀升。


五、重点企业经营情况


目前,中国二氧化硅气凝胶行业的市场集中度较高,Top5厂商占据了较大的市场份额。纳诺科技、广东埃力生高新科技有限公司和深圳中凝科技有限公司等企业凭借其技术优势和市场积累,处于行业第一梯队。这些企业在技术研发、产品性能和市场拓展方面具有显著优势,尤其在高端应用领域如航空航天、新能源汽车等,市场份额较为集中。

中国二氧化硅气凝胶行业企业代表性企业简介


纳诺科技有限公司成立于2004年,是国内最早从事二氧化硅气凝胶研发与产业化的高新技术企业之一。公司于2011年正式落户绍兴滨海新城,建成年产300万平方米的气凝胶全自动化生产线。纳诺科技在国内率先研发成功气凝胶产业化技术,填补了国内空白,突破了美国企业的垄断。公司拥有国内唯一的热导率更低的S级产品的生产能力,也是国际上唯一有能力使用超临界和常温常压两种工艺生产气凝胶绝热毡的企业。纳诺科技的产品广泛应用于轨道交通、公共节能、石油化工、装备配套等领域,市场布局覆盖全国,并辐射海外50多个国家和地区。公司作为《纳米孔气凝胶复合绝热制品国家标准》的主要编制单位,引领着气凝胶产业技术进步。



六、行业发展趋势


1、技术创新推动行业升级


技术创新是未来二氧化硅气凝胶行业发展的核心驱动力。随着纳米技术、溶胶-凝胶法制备工艺以及环保型技术的不断进步,二氧化硅气凝胶的性能将得到进一步优化。未来,行业将朝着多功能化、智能化制备技术以及环保与可持续发展的方向迈进。例如,通过与其他材料的复合或引入特定的功能基团,气凝胶有望展现出更加多样化的功能特性,如导电性、磁性、抗菌性等。此外,智能化制备技术将引入自动化、数字化、网络化等先进技术,使气凝胶的制备过程更加精准、高效。这不仅有助于提高生产效率,降低生产成本,还将显著提升产品的质量和一致性。


2、产品多样化与高端化


未来,二氧化硅气凝胶产品将朝着多样化和高端化方向发展。一方面,产品种类将更加丰富,涵盖从传统的隔热、隔音材料到具有特殊功能的新型材料。例如,导电性气凝胶在电子领域的应用将大大拓展,而具备磁性的气凝胶则可能在磁性材料领域找到新的用武之地。另一方面,随着技术的不断进步,二氧化硅气凝胶的性能将得到进一步优化,特别是在热稳定性、机械强度和耐久性方面,有望取得显著突破。这将使气凝胶能够更好地满足高端市场的需求,如航空航天、新能源汽车等领域。此外,随着环保意识的增强,绿色生产和循环经济将成为行业发展的必然选择。企业将致力于研发和应用更加环保的制备技术,减少生产过程中的环境污染和资源消耗。


3、生产工艺优化与成本降低


生产工艺的优化将是未来二氧化硅气凝胶行业的重要发展方向。通过改进现有的溶胶-凝胶法和超临界干燥技术,企业将能够提高生产效率,降低生产成本。例如,采用更高效的催化剂和优化的反应条件,可以缩短生产周期,提高产品质量。此外,随着技术的成熟和规模化生产的实现,二氧化硅气凝胶的成本有望进一步降低。这将使其能够在更广泛的领域得到应用,如建筑保温、工业隔热等。同时,企业将更加注重绿色生产,通过采用环保型原材料和优化生产工艺,减少废弃物的排放。这不仅有助于企业满足日益严格的环保法规,还能提升企业的社会形象和市场竞争力。

中国二氧化硅气凝胶行业未来发展趋势


以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国二氧化硅气凝胶行业市场现状分析及发展前景展望报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。

本文采编:CY407
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2025-2031年中国二氧化硅气凝胶行业市场现状分析及发展前景展望报告
2025-2031年中国二氧化硅气凝胶行业市场现状分析及发展前景展望报告

《2025-2031年中国二氧化硅气凝胶行业市场现状分析及发展前景展望报告》共十章,包含中国二氧化硅气凝胶行业发展预测,二氧化硅气凝胶行业投资前景与投资策略分析,对中国二氧化硅气凝胶行业总结及企业重点客户管理建议等内容。

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