【第9期|独家纪要】新能源汽车电池产业配套涂层和粘合剂技术创新

嘉宾简介：

虞莹莹|中国化工学会水性技术应用专业委员会秘书长

胡中|中海油常州涂料化工研究院有限公司首席工程师

闫福成|艾仕得涂料系统移动出行涂料亚太产品总监

王志军|埃夫科纳董事长

李磊|立邦涂料（中国）有限公司新能源三电项目部技术经理

姚伟|中创新航技术研究院（江苏）有限公司电池研发主任工程师

○ 核心观点 ○

Core viewpoints

1、新能源汽车正处于高速发展中

2022年，新能源汽车产销分别完成105.8万辆和688.7万辆，同比分别增长了96.6%和93.4%，市场占有率达到25.6%，高于上年的12.1%。因此带动了相关的涂料市场、粘合剂市场。

2、新能源汽车对涂料涂装提出新要求

新能源汽车设计的高速化和本身的玩具化，对开发速度、设计新意、水性涂料研发等提出新要求。涂料本身以及涂装工艺还是需要调整和变化的，膜材料添加剂的研发方向或将成为技术开发重点。

3、新能源汽车的动力电池外用隔热涂层的市场需求及发展

汽车行业的快速发展，带动动力电池、储能电池市场的发展。目前动力电池的发展趋势，主要是往高能量密度、磷酸锰铁锂、快充、高电压技术、壳体技术等方向发展。

核心观点

闫总，请您先谈一谈，新能源汽车的迅速增长对汽车涂料涂装有哪些影响？新能源汽车的环保涂料和涂装有哪些新的方向？

闫福成：从目前发展趋势来看，中国汽车行业真正实现了一次大转型。虽然传统车企本身也在发展，但很明显市场份额在下降，而新能源汽车则在大幅度增长。对涂料行业来讲，带来的是更大的机遇和挑战。

第一，新能源汽车的设计周期非常短，这就需要开发速度能够同步，能够跟得上。第二，车型的设计更前卫、更激进，车本身要能够吸引消费者眼球，而涂料在这里可以起到很大作用。第三，新材料轻量化。第四，新能源汽车更注重于环保、降碳、减排，所以在涂装工艺上几乎都是用短工艺的水性涂料，这种涂料本身生产周期非常短，能源消耗低，碳排放也很低，所以环保效益特别好。

王董，请您谈一谈新能源汽车所产生的市场需求对聚合物添加剂方面的影响。

王志军：除了原有的市场之外，我们非常有兴趣往新能源汽车膜材料方面做新的研发。我非常赞同汽车的玩具化趋势，汽车变成某种玩具的意思就是，消费者群体变了，大家的观念变了，其会接受各种新型的膜材料对汽车进行贴膜，目前也的确存在汽车工厂白色涂装后就结束交货了。而对于做汽车膜的技术企业来说，只要用高分子材料，就会需要添加剂。所以我们会更关注膜材料里面的添加剂技术应用。

闫总，请您先谈一谈，新能源汽车的迅速增长对汽车涂料涂装有哪些影响？新能源汽车的环保涂料和涂装有哪些新的方向？

李磊：对于新能源的理解，我们称为“三电”，主要是动力电池、储能以及电机。关于涂料的布局，我们集中在防腐、阻燃、绝缘上。总的来看，立邦会有一个整体解决方案。

动力电池，电池结构从上到下，上面是上盖，使用立邦的传统优势材料，高边缘电泳涂料，起到防腐蚀的效果，同时我们也推出了防火涂料，起到防火、阻燃、保温功能。往下看，模组这一块，有绝缘方面的UV涂料。再往下，液冷板这块有绝缘粉。再往下会有一个导热结构和托盘，托盘上面会有POC或者是水性丙烯酸材料。储能，分为家储和大储，最常用的是各种粉末涂料，例如绝缘粉。针对集装箱式的大储，可以使用电泳+喷粉的工艺，或者防腐涂料的工艺，形成防腐+防火的整体解决方案。电机，依旧关注是防腐、保温、绝缘。相应的产品包括绝缘粉、针对各种结构件的防腐、保温方面涂料等。

胡总，新能源汽车涂料生产厂现在用的涂料体系和涂料工艺，除了李经理所提到的，还有一些其他的吗？

胡中：第一方面，这些年中国新能源汽车发展如此之快，对世界碳排做出很大的贡献。那么新能源汽车配套的涂料，也要考虑碳排。所以从涂料材料这个角度来看，我们需要减少碳足迹，比如可持续发展的、可再生的生物炭，这都是技术思路。

第二方面，在新能源汽车青年化、模块化的结构设计下，涂料行业整体的涂层设计体系可能没有大的变化。要适应青年化就涉及到高强度钢、铝材等复合金属材料。因此，非金属材料的应用份额逐渐增大；除此之外，在钢、铝合金的共同使用上，随着铝占比的增多，前处理变化加大。区别于传统燃油车的分开涂装，要想解决新能源汽车涂料的难题有两大维度，一就是非金属材料的耐温性要提升，二就是涂层的固化温度要降低。

所以相对于传统的燃油车来说，涂料本身或涂装工艺还是有需要来调整和变化的地方。

姚主任，您能先给我们介绍一下动力电池行业的情况大致如何？介绍一下动力电池是怎么样的？有哪些主要的品种？

姚伟：从动力电池的加工工艺来看，主要包括卷绕的形式和叠片的形式，国内比较流行的是卷绕方壳的这种结构，因为其制造成本会比较低。中国做的叠片工艺电池，制造工艺比较繁琐，成品领域相对来说比较低，但是其长循环性能是比较好的。

目前动力电池的发展趋势，主要是往高能量密度、磷酸锰铁锂、快充等材料发展。还有就是高电压的技术，因为除了容量变化，电压的提高也能够改善车的续航能力。除此之外，壳体的技术也在变化。

李经理，请您谈一谈动力电池对防护涂层的要求，以及电池用涂料目前的技术状况和市场需求。

李磊：关于动力电池的防火，主要是做在上盖，特殊情况下可能会做下拖，但一般会在上盖。在上盖板的话，内侧或者是外侧或者内外侧都可以。一般来说，针对磷酸铁锂电池，可以根据内侧的空间，选择做内侧或者外侧；针对三元锂电池，因为其能量密度非常高，一般是推荐是做内侧+外侧。关于涂层的话，主要是两种，一种是现在量产比较多的膨胀型，其膨胀系数是有要求的，膨胀层的强度要比较高；还有一种就是非膨胀型的，主要是考虑到如果用在内测，膨胀之后的膨胀层，可能会导致空气通道堵塞。

关于涂层的选择，建议环氧型的会偏多一点。这里主要考虑的是涂层的长期性能，从实验角度来看的话，经过延误实验之后，涂层本身不能有脱落、锈蚀、开裂这种现象，耐火阻燃性能、衰减性也要在一定的范围内。

闫总，艾仕得在电池用的涂料方面有哪些布局？您认为动力电池涂层的需求和技术发展是如何的？

闫福成：艾仕得有整个全套的电池这部分涂料产品，从电芯、到模组、到电子和电磁包，包括防腐、防火、保热，整套产品都有。而且电池对于新能源汽车来讲，是特别重要的安全部件，对其长期性能有非常高的要求。

整个汽车行业的快速发展，肯定会带动动力电池、储能电池市场的发展。所以，我们看到的不仅仅是新能源汽车带来的机会，还有储能电池带来的机会。如果按面积去算，整个涂装面积是不小的，其中也包括灌注的导热材料、导热胶，这是一个很大的市场，所以我们非常重视这一块。

王董事长，在聚合物应用方面，埃夫科纳有哪些助剂、添加剂能助力这方面的技术发展？

王志军：我们一直在跟像立邦这样的行业内的涂料公司合作。从我们的视角来看，我们在工业用途配方上为他们提供些解决方案。由客户提出技术要求，然后我们为这样的要求体系提供添加剂解决方案。而我们提供的添加剂解决方案，肯定不能够破坏原有的绝缘性、保温性、隔热性等，那么我们就需要对产品做必要的改良。

总的来说，就是为客户提供私人定制化的产品。根据客户需求，提供相应的添加，以保证产品质量、性能不变的情况下还能有所提升。

Q：胡总，您在助剂、添加剂助力方面有什么细节需要补充吗？

胡中：隔热阻燃其实一种被动的安全防护管理。既然是被动，那么必然不能解决一切问题，但可以在破坏性特别大的情况下起到延缓作用，避免造成生命财产损失。在新能源大储能电站上，空间比较大，阻燃隔热的涂层可以更厚，效果会更好。但目前，在小的空间范围内，怎么把材料本身的隔热阻燃性能做的更好，大家可能需要更多的努力。

姚主任，请教一下，锂电池的电芯粘合剂有哪些基本要求？

姚伟：第一，因为粘合剂是在电芯的内部，就需要考虑其和电解液的匹配性，也就是要防止跟电解液的溶解，而且要降低其溶胀率，这里面会涉及到数值跟其电解液的溶解度参数问题。因为一旦溶胀率比较大或者溶解后，是无法保证跟极片的连接性的。

第二，粘合剂要有电化学稳定性，要有防止氧化还原的性质，这样如果产生负反应的话，对其失效也是有影响的。

第三，粘合剂要有良好的加工性能。加工性能差，会容易开裂；而柔软性、成膜温度相对比较低的情况下，整个的加工性能会比较好。

第四，粘合剂要有干式黏结剂。黏结剂能够保证活晶材料在整个生产制造、存储以及循环过程中的不脱落，至少能够保证导调网络是一个比较良好的状态。

第五，能提供比较好的倒离子能力。像含羧基的，含磷酸酯的，或者是像含氨基甲醇酯这种强配位的结构，能够在跟离子发生配位后，变成类似于离子聚合物，而其则具有一定的导离子能力。

Q：那么电芯粘合剂目前的市场空间如何？

姚伟：从市场来看的话，按照去年全球整体情况来看，大概在800G瓦时左右。PPDF的用量在一点1.5万吨左右，CMC在1.1万吨左右，SBR在3万吨左右，整个市场加在一起的话至少可能在200亿以上。

电芯粘合剂在环保方面有什么要求吗？

姚伟：虽然已经水性化了，但负极是有一些需求的。考虑到PA成膜温度比较高，目前很多公司会采用NNP作为增速剂去改善加工性能。但是，NNP会带来负极的回收利用的成本，像涂料领域的成膜助剂，还是有改善加工性能的可能性的。

从正极来看的话，现在的环保要求比较大，因为NNP本身是有一定毒害的。这一块的就是需求，其实比较迫切的。NNP的回收、制造成本都很高，正极水性化的市场是有很大需求的。

王董事长，对于电芯粘合剂，你们有什么私人定制化的产品用于其中吗？

王志军：我们是有电池用黏结剂方面的定制产品的，但考虑到保密协议，不方便多讲。现在很多助剂公司，都有能力为刚才讲的这些应用领域，进行功能性助剂等产品的定制。但从我们的角度来看，我们只能承担辅助性的角色，提供客户需要的解决方法。

胡总，您关于电池行业的环保要求方面有什么补充？

胡中：电池电芯粘合剂这一块，负极的技术方向和思路都还是比较多的。充放电过程中，需要一定的弹性，使其能够恢复；另外尽管占比比较小，还需要粘合剂具有一定的导电性，进而起到对电芯性能的促进作用。针对电化学的稳定性，负极要求在电芯表面粘合剂要有一定的电解液浸润性。

在正极材料这一块，目前主流还是用在PVDF。在解决环保性问题方面，目前大家在畅想阳离子、PI等是否也有可能得到一些应用。但是总体上，正极不如负极的后续走向多。

与传统的汽车相比，新能源汽车对于涂料的要求具体有何异同？有哪些新的技术要求？

闫福成：之前说新能源汽车本身，它更注重于外观、环保、性能。但是传统汽车也在做这件事情，中国汽车行业已经开始领先了。另外，其实很多新能源汽车采纳了传统汽车的技术，包括环保、性能等方面。所以总的来看，新能源汽车和传统汽车其实是一种非常良性的互动处境，实际上他们的方向是一样的，无非是新能源汽车走得更快一些、推动力量更大一些、需求本身更明显一些。

AI智能化需求方向需要的添加剂技术现状或发展如何？

闫福成：新能源汽车和自动驾驶，始终是结合在一起的。对于涂料来讲的话，要想使汽车在没有人开了之后仍能被可视，可以使用激光雷达或者毫米波雷达。在这里，涂料起很大作用，因为有些颜色本身是不能够被激光雷达清晰捕捉的，特别在晚上是看不清楚的，就需要在涂料里加入某些助剂，能够在天气不好的时候满足可视需求。毫米波雷达的发射和吸收都可以畅通无阻，但保险杠会给其会造成一些阻碍，这就要求在涂料设计时要做毫米波雷达的探测，其穿透率和回收率要在一个固定的频率之内，以保证安全性。

新能源电池包用防火绝缘隔热涂料，目前主要是以哪种体系为主？是溶剂、高固，还是粉末涂料，还是水性涂料？

李磊：从施工角度来看，比较主流的方向是高固或者无溶剂。但是从未来的发展来看，从环保角度来看，可能水性化是未来的方向。

李经理，可以谈一谈立邦最近发布的一款电池用隔热涂料的技术和应用情况吗？

李磊：我们有两种隔热。一种是防火隔热，是我们之前提到的防火涂料，它通过膨胀吸热，产生膨胀层。因为体积膨胀会吸热，膨胀层本身就会有隔热效果。另外一个是聚氨酯类隔热涂料，这个涂料隔绝了内外温差的影响，从根本上消除了凝露发生的条件。这款涂料施工非常简单，不需要烘烤，常温状态下几分钟内就可以自干。

埃夫科纳是否有产品用于电池隔热防火绝缘涂料，能提高电池防护性能？

王志军：在这种功能性涂料系统里，我们有相当多的解决方案。像刚才讲的涂料功能，有相当一部分是跟添加剂有关的。

请姚主任谈一下锂电池用负极粘合剂的未来发展趋势。

姚伟：负极的话，第一个就是如何能够抑制石墨的反弹能力。像CMC、SBR现在来看可能暂时是不能完全替代的，但我们也在设想有没有那种可能性，三者能够通过一些反应，在过程中形成一个交流网络，抵制整个的反弹，有点类似于自修复的一个概念。负极的另外一个问题是其保液能力。如果说这个聚合物具有一个比较高的容胀率的话，它也是一个比较好的倒离子聚合物，它能够降低一个浓差极化。所以，比较适合的容胀率、比较高的离子电导率，这可能是未来负极的一个发展趋势。

目前供应新能源汽车用的电池主要国内的企业有哪些？主要的品种有哪些？能否介绍一下中创新航产品和相关的应用市场情况？

姚伟：龙头主要是宁德时代、比亚迪、中创新航。从我们公司的结构来看，主要以三元跟铁锂为主。从产品来看，主要是方形，当然也布局了圆柱以及短刀电池等。从市场份额来看，广汽、长安是我们的主要客户。从技术来看，我们包括有磷酸锰铁锂、高电压三元技术、高镍三元技术、4C到6C的一个快充技术，这些使得我们的产品具有一定竞争力。

新能源电池包用隔热涂料未来的发展趋势如何？国内涂料企业应该往哪个方向发展？

李磊：将来的发展趋势主要还是考虑到施工和节能减排。就从涂料本身来讲，未来是要做到低温烘烤，或者说是常温快干。从施工角度来讲，我们选择一些添加剂，在不增加VOC或者降低VOC的情况下做到更加低粘。然后隔热这块，现在比较流行的就是水性化产品。

胡总对发展方向有补充吗？

胡中：近两年，国内在高效研究以及推出来的产品上，气凝胶这块稍微多一些。借鉴于膜这个概念，涂料只是一个半成品，只有形成涂层材料才能起作用。膜可以认为它是一个覆盖材料，那么图层材料也是一个覆盖的概念。而发展到目前这个阶段，气凝胶有它的缺陷，但在这一块的研究，技术思路还是很多的。

闫总，艾仕得是否有相关电池包、隔热涂料的产品投入？

闫福成：我们这块产品也是有的。我们也是一样，提供整体方案，跟电池相关的各个涂层的产品都有，包括防腐的、导热的、绝缘的。

新能源涂料或粘合剂目前有无统一的国家标准？

虞莹莹：目前为止没有统一的国家标准，也没有行业标准。从制定标准的全国标准化委员会了解到，明年有望上阻燃涂层的行业涂料标准，但是这个是通用标准，也可以用于新能源。

闫福成：这是个特别好的一个问题。我们行业发展的比较快，本身标准没有跟上。我觉得现在是一个很好的时机，对于电池企业也好，对于涂料企业也好，我们应该、也很情愿去制定一个比较有针对性的标准。

胡中：这个行业发展太快，我们认为需要定一个相对的标准，但是定到什么范围，是行业参与者们需要去讨论的。

闫福成：新能源汽车的激光雷达也好，探测也好，是有企业标准的。

姚主任，现有主流锂电池电极粘合剂产品，主要是进口产品还是国内产品？有哪些急需解决的卡脖子技术？

姚伟：正极的话就是三元这一块，依然受制于专利。像普通的PPDF、CMC基本上已经国产化了，但是SBR这一个领域基本都垄断在日本三大巨头手里，包括日本的A&L、JSR、瑞翁。但是现在目前SBR的国产化推进速度也是很快的。相对来说PA的成本投入研发比较简单，我们在国际上可能是比较领先的。除了国外的瑞翁花了很长时间去做PA的研究，国内的话有比较代表性的像蓝海黑石花了更多的时间在做PA。

目前市场急需解决的应该是SBR这块。因为这方面竞争力基本在日本手里，但是我相信在未来的可能1-2年的时间，应该也是会慢慢国产化的。

埃夫科纳是否有相关水性电极粘合剂用的聚合物材料？

王志军：没有。我们没有参加SBR这样的开发，因为这是大的工业级别的项目，它不是我们通常擅长的领域，不在我们的专业方向上。我们最多有可能会参与水性聚氨酯，也有可能会参加环氧的水性化，这些都符合公司通常会接触的。

传统的涂料溶剂厂家在锂电池电解液领域有哪些新的应用前景？

姚伟：从电解液的这个领域来看，其实目前传统的溶剂也有一些是在电解液里面常用的。像EA，它有一个好处，就是在低温的情况下，能够保持一个比较高的对锂盐的溶解率；像醚的话，它的离子电导率会高一些。其实除了电解液的使用，包括电极加工、分散剂、正极主材的降粘都有很多应用。目前很多锂电子公司对外部的开放程度还是不够，未来很多传统的涂料，包括加工助剂、润湿分散剂以及水性的润湿剂，都很有可能在锂电池里面去推广应用的。