电子展|新能源未来的机遇在哪里？
近年来，随着环保意识的逐渐提高以及能源危机的不断突显，新能源逐渐成为人们关注的焦点。新能源材料是指用于制造太阳能电池、风力发电机和电动汽车等新能源领域的材料。这些材料不仅能提高能源的利用效率，还能减少环境污染，对社会的可持续发展具有重要意义。今天电子展小编就来聊一聊通过以下15大潜力新材料预测新能源未来的机遇。
电子展浅谈新能源产业中新材料应用都有哪些
首先是光伏发电材料，光伏发电产业链从上游到下游，主要包括的产业链条包括多晶硅、硅片、电池片以及电池组件。在产业链中，从多晶硅到电池组件，生产的技术门槛越来越低，相应地，公司数量分布也越来越多。光伏材料中可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅，其他尚处于开发阶段。虽然光伏发电系统的组成材料各异，但所有的组件都包括若干层从向光面到背光面的材料。光伏原材料的上游是硅矿，从硅矿到金属硅再到多晶硅几个环节共同构成光伏产业链上游的环节。
另外还有光热发电材料，光热发电凭借其自带储能的优势迎来新一波发展热潮， 光热电站保温范围广，对保温材料质量要求高。在当下主流的塔式和槽式光热项目中，保温材料主要应用于其聚光集热系统、换热系统、储热装置和汽轮发电装置四部分。目前光热发电系统中使用的保温材料主要包括陶瓷纤维制品、岩棉保温毡、硅酸铝板、硅酸镁板、气凝胶等。陶瓷纤维有望成为光热电站的优选保温材料，充分受益于光热发电行业的成长。
风力发电材料，风电叶片存在大型化、轻量化趋势。大型化、轻量化发展趋势助推叶片材料升级。由于大尺寸叶片需要减重，碳纤维等重量 更轻、强度更高材料在风电叶片中的渗透率也在持续提升。风电叶片主要原料包括树脂基体材料、增强材料、夹芯材料以及结构胶等。根据《复合材料在大型风电叶片上的应用与发展》，原材料费用占风电叶片总成本的 75%，在原材料成本中占比较大的主要是基体材料、增强材料和夹芯材料。其中树脂基体材料在风电叶片原材料成本中占比 33%，夹芯材料占比 25%，增强材料占比 21%。
电化学储能及动力电池材料，电池产业链主要包括上游原材料、中游电芯模组厂商和下游应用领域。上游原材料分为基础原材料（包括各种金属和非金属原材料）和电池原材料（包括正极、负极、隔膜和电解液等）。中游是电芯模组厂商，使用上游材料生产不同规格、容量的锂离子电芯产品。下游应用包括动力领域、消费电子产品和储能领域等。
氢储材料，氢能源是我国新能源战略当中非常关键的一部分，简单来讲，电网所及，大部分是动力电池的阵地，但是在电网覆盖不了的地方，例如江河湖海，高山戈壁，寒冷地带，未来皆是氢燃料电池的天下。氢是地球上能量密度非常高的燃料，燃烧热值为每克142千焦，是天然气和汽油的2倍多，是酒精的5倍多。氢能以其自然储量丰富、清洁无毒、发热值高和可循环性好而成为各国能源发展的重要组成部分，也成为全球应对气候变化的重要途径和能源变革的重要方向。氢气作为氢能的主要载体，其生产、存储、运输及应用技术及设备的开发是推动氢能产业发展的关键。然而氢气的高效存储一直受制于氢气低密度、高活性的物理化学特性限制而难以实现，因此，氢的 “储存和运输” 是氢能产业链中的瓶颈问题。
合金储氢材料，金属氢化物储氢材料已被广泛应用，包括稀土系（如如LaNi5）、Ti-Zr-Mn系、钛铁系（如TiFe）、镁系和钛/锆系等储氢合金。这些材料能有效克服高压气态和低温液态两种储氢方式的不足，拥有大的体积储氢密度、易操作、运输方便、低成本、高安全性等特点，特别适用于体积要求严格苛刻的氢气应用场所。目前，稀土系储氢材料的生产工艺非常成熟，产业规模也非常大，因此是实现氢能产业化关键技术手段之一。
氢燃料电池，氢能源燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，所以是非常清洁的能源，有着不可比拟的优势，随着技术的进步，更多的专利被申请，氢燃料电池发动机将逐步在市场赢得一席之地。
电子展浅谈15种新型材料在新能源发展中独特的“本领”
01、磷酸（锰）铁锂正极材料
目前具性价比、且安全的锂电池正极材料，市场占比持续攀升
2020年宁德时代推出CTP电池、比亚迪推出刀片电池，解决了磷酸铁锂体积能量密度问题，磷酸铁锂装机量持续提升，随着新能源汽车需求的爆发，镍、钴价格的上扬，镍钴与磷的价差愈发明显，电池及车企在性价比的角度考虑纷纷转向铁锂电池，磷酸铁锂市场占比持续攀升，在中低端车市场站稳了脚跟，并随着系统结构优化，不断向上渗透。
02、富锂锰基正极材料
非常有潜力的下一代锂电池正极材料
随着新能源汽车及储能电站的快速发展，市场对下一代高性能锂离子电池的能量密度、功率密度、使用寿命均提出了更高的要求，富锂锰基正极材料具有放电比容量高（＞250 mAh/g）、成本低、环境友好等特点，是非常有潜力的下一代锂离子电池用正极材料。
03、三元正极材料
有效增加电池能量密度，减轻电池组的体积和重量
三元材料具有高能量密度，在政策补贴下，具有先发优势，2019-2022年在锂电池五大关键材料市场规模中占比相对稳定在40%左右。相比磷酸铁锂正极材料，三元正极材料尤其是高镍材料主要应用在高续航车型，伴随原材料成本回归理性区间及原材料回收循环体系愈发成熟，长期来看三元正极材料竞争优势会愈发明显，仍是未来的主流正极材料。
04、硅碳负极材料
被寄予厚望的下一代锂电池负极材料
硅碳负极材料的理论储锂容量高可达到4200mAh/g，比目前广泛使用的石墨类负极材料的372mAh/g高出10倍有余。其产业化后，将大大提升电池的容量，满足终端对电池容量日益增长的需求。
05、锂电池隔膜
附加值高，市场需求快速增长
在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒非常高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20%~30%。近年来，在新能源汽车、3C产品等市场需求的推动下，锂电池隔膜的市场需求快速增长。
06、电解铜箔
电子产品信号与电力传输的“神经网络”，高档铜箔严重依赖进口
电解铜箔是制造覆铜板（CCL）及印刷电路板（PCB）的重要材料，行业具有投资成本高、生产技术难以复制以及专业人才紧缺等特征，企业进入壁垒较高。目前，对于技术含量和附加值较高的高密度互连板（HDI）内层用铜箔和柔性电路板（FPC）用铜箔，几乎都是从日本、韩国进口。
07、动力电池电解液添加剂
动力电池电解液的价值核心，全球及中国电解液供需两旺
电解液主要由锂盐、有机溶剂和添加剂三大部分组成，无论从重量还是成本来看，添加剂均占比非常小。对锂电池而言，添加剂是一种低成本、高效率提升电池循环寿命、安全性等各项性能的方法。随着新能源汽车渗透率的不断提升，以及储能电池的大规模应用，将促进电解液及其添加剂市场规模的不断上升。
08、铝塑膜
方形锂电池演变出“软包+硬壳”的结构封装方式，铝塑膜应用场景进一步扩大
锂电池用铝塑膜是软包锂电池电芯封装的关键材料，相比硬壳电池具有质量轻、安全系数高、可循环性能好等优势，对电池的诸多性能有着重要的影响。近年来，方形技术路线演变出“软包+硬壳”的结构封装方式，进一步扩大了铝塑膜在动力领域的应用场景。
09、碳纳米管导电剂
综合性能优异的锂电池导电剂，渐成主流
碳纳米管作为锂电池的导电剂，较其它类型的导电剂，可以提高电池的容量、循环稳定性和循环寿命等。目前，添加碳纳米管作为锂电池导电剂，提高电池性能的产业化应用，是锂电池领域的重要研究方向。
10、补锂剂
优化电池首圈效率和循环寿命，或成为储能电池的“标配”
补锂剂实际上就是对电极材料进行预锂化，预锂化技术可改善不可逆容量损失，能够显著提高锂电池的能量密度和翻倍提升锂电池循环寿命。随着补锂剂市场规模不断扩大，未来或将成为储能电池应用的“标配”。
11、高电压电解液
能强化电池性能的新型电池“血液”
随着电动汽车产业的飞速发展，在高压快充补能体系的需求以及电机功率的提升的背景下，对电池性能的要求不断提高，提高电池工作电压是有效提升电池性能的途径，但传统的碳酸酯类电解液无法适应高电压电池环境，而高电压电解液的出现能够满足高电压锂电池对溶剂的需求。
12、光伏银浆
光伏产业链实现降本提效的关键核心材料
光伏导电银浆是光伏电池片核心辅材，其成本占比仅次于硅片，约为10%，新一代的N型HJT电池光伏银浆成本占比甚至高达24%。
13、质子交换膜
成本占整个燃料电池堆的12%，技术壁垒高
质子交换膜是燃料电池的核心部件膜电极的重要组成部分，成本占整个燃料电池堆的12%，其性能对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的使用性能、寿命、成本等有决定性的影响，技术壁垒较高。
14、氢燃料电池催化剂
氢燃料电池电堆的关键部件，清洁能源的驱动力
氢燃料电池催化剂关系到燃料电池电堆的性能和寿命，由于其原材料铂和铂碳颗粒价格高昂，使得催化剂成为氢燃料电池核心部件电堆中成本非常高的部件之一。
15、体扩散层材料
国产化突破对燃料电池的成本降低与推广应用具有重要意义
在质子交换膜燃料电池中，气体扩散层的主要作用是支撑催化剂，以及为参与反应的气体和生成的水提供传输的通道，是膜电极的关键组成材料之一，其国产化突破与量产，对中国燃料电池的成本降低与推广应用具有重要价值。
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文章来源：国富创新