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導(dǎo)熱材料：行業(yè)概況、技術(shù)特點(diǎn)、性能關(guān)鍵因素及各領(lǐng)域發(fā)展方向

1、行業(yè)發(fā)展概況

在新能源汽車以及儲能領(lǐng)域，隨著電池的能量密度越來越高，快充需求越來越多，充電電流越來越大，對散熱的要求也越來越高。高溫會對電池的性能和可靠性帶來不利影響，甚至?xí)l(fā)安全性問題。在消費(fèi)電子、5G網(wǎng)絡(luò)通信、基于AI大數(shù)據(jù)模型和自動駕駛等領(lǐng)域，對于電子芯片的性能要求越來越強(qiáng)大，內(nèi)部元器件集成度和組裝密度的提高將導(dǎo)致其工作功耗和發(fā)熱量不斷增大，電子產(chǎn)品發(fā)熱散熱問題日益突出，高溫會對電子產(chǎn)品的性能與可靠性產(chǎn)生不利影響，甚至引發(fā)熱失效問題，從而引起整個電子產(chǎn)品的故障。

相關(guān)研究表明，電子元件的故障發(fā)生率隨工作溫度的提高呈指數(shù)增長，因此導(dǎo)熱材料對于解決動力電池、儲能電池和電子產(chǎn)品的熱管理問題具有重要作用。

散熱是將發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量發(fā)散至空氣中，其技術(shù)原理包括熱傳導(dǎo)、熱對流與熱輻射三種：

散熱技術(shù)原理介紹

資料來源：普華有策

熱傳導(dǎo)與熱對流是熱管理的兩種主要方式。熱傳導(dǎo)通過導(dǎo)熱材料將熱量從發(fā)熱部件傳遞至散熱體，從而提升電子設(shè)備的可靠性和使用壽命；熱對流則借助流體（如空氣或液體）與物體表面的熱交換實現(xiàn)散熱，可分為自然對流和強(qiáng)制對流，后者常需配合導(dǎo)熱材料使用以提高效率。

導(dǎo)熱材料按化學(xué)組成主要分為聚合物復(fù)合材料、金屬材料、碳材料及相變材料等，特性各異，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。其中，聚合物復(fù)合導(dǎo)熱材料因具有較高導(dǎo)熱系數(shù)、優(yōu)良絕緣性、良好加工性能和合理成本而占據(jù)主流市場。

該類材料以有機(jī)硅、環(huán)氧樹脂等高分子聚合物為基體，并通過填充高導(dǎo)熱粉體提升性能。常見的產(chǎn)品形態(tài)包括導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱硅脂等。導(dǎo)熱粉體的種類、含量、粒徑、形貌及分散狀態(tài)直接影響最終導(dǎo)熱性能。優(yōu)化粉體選擇、提升粉體品質(zhì)、進(jìn)行粒徑與形貌級配以及表面處理，是提高復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵。理想導(dǎo)熱粉體應(yīng)具備高導(dǎo)熱、高致密、高純度、球形度佳及分散性好等特性。

2、行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)

目前用于聚合物復(fù)合導(dǎo)熱材料填充的導(dǎo)熱粉體材料可以分為多個類別，按照材料化學(xué)組成可以分為三類，包括金屬類、碳粉類和無機(jī)非金屬粉體類。金屬粉體和碳材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)較高，可以顯著地提高聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，但同時這兩類材料的電導(dǎo)率亦較高，破壞了材料的絕緣性能，不能作為電子電氣設(shè)備絕緣產(chǎn)品，限制了其應(yīng)用場景。此外，碳材料如碳納米管、石墨烯等在聚合物基體中不易分散，不利于形成有效的導(dǎo)熱通路。而氧化物、碳化物、氮化物等無機(jī)非金屬粉體因其較好的導(dǎo)熱性能及絕緣性能在制備高導(dǎo)熱復(fù)合材料領(lǐng)域具有較好的優(yōu)勢。

3、導(dǎo)熱材料性能影響因素

導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱性能主要受導(dǎo)熱粉體填充量、表面形態(tài)、分布狀態(tài)及粒徑影響：粉體填充量較低時，粉體被聚合物包裹難形成有效接觸，熱阻大且導(dǎo)熱系數(shù)受影響小，達(dá)到一定含量后粉體形成網(wǎng)狀/鏈狀導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)熱系數(shù)隨填充量增長，填充量過大則導(dǎo)熱系數(shù)增速放緩且體系粘度升高致加工難度增加；粉體表面形態(tài)中，球形粉體因間隙小、填充率高（尤其不同粒徑配比后）、流動性好且對體系粘度影響小，更利于提升導(dǎo)熱性能與加工效率，但僅氧化鋁、氧化硅易大批量球化，氮化硼、氮化鋁球化易氧化，氫氧化鋁無法球化；粉體均勻分布時更易形成高效導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，而無機(jī)粉體與聚合物相容性差易團(tuán)聚、難潤濕，界面空隙會增熱阻，通過表面處理可改善相容性、提高填充率并降低粘度；粒徑方面，理論上大粒徑粉體更易形成導(dǎo)熱通路，小粒徑因接觸面積大傳熱阻力高，但實際中填充量低時小粒徑導(dǎo)熱系數(shù)低于大粒徑，填充量超閾值后小粒徑導(dǎo)熱系數(shù)增長更顯著，故需合理搭配粒徑以構(gòu)建更多導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。

4、行業(yè)發(fā)展趨勢

新能源汽車領(lǐng)域，動力電池對導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱系數(shù)要求0.4-2W/（m·K），常用導(dǎo)熱墊片等，主流填料為球形氧化鋁和氫氧化鋁（導(dǎo)熱兼阻燃），下游廠商需平衡導(dǎo)熱性能與價格；汽車電子領(lǐng)域，電機(jī)、電控等部件對導(dǎo)熱系數(shù)要求更高（2-5W/（m·K）），快充技術(shù)普及將推高要求，高絕緣場景用氮化硼填料，部分車用電子需求同消費(fèi)電子。網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，5G覆銅板、數(shù)據(jù)中心設(shè)備等需低介電、高導(dǎo)熱材料，交換機(jī)、基站導(dǎo)熱系數(shù)要求隨帶寬/代際提升（最高超12W/（m·K）），高導(dǎo)熱場景用球形氧化鋁與氮化鋁復(fù)配，高絕緣高頻場景用氮化硼。消費(fèi)電子領(lǐng)域，散熱方案多組合材料，導(dǎo)熱系數(shù)要求隨功耗增加、產(chǎn)品小型化升至12W/（m·K）以上，以球形氧化鋁為主，高端需求需加氮化物粉體。

《2025-2031年導(dǎo)熱材料行業(yè)細(xì)分市場分析投資前景專項報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）