轻量化需求正不断催生新的材料方案，聚合物发泡材料具有低密度和低成本等特性，可充分满足车辆轻量化和降成本需求而被新能源汽车青睐。其中，聚苯醚发泡材料，以轻质、高强、阻燃等优势，在新能源车电池包等部件崭露头角。

特斯拉Model 3 电池 PACK 包就 大量使用了 有机硅发泡灌封材料来保护单个电芯，阻止电池包上部热量传递，有效预防热失控。劳斯莱斯也"触"电了？首款纯电的车型“闪灵”于10.18正式发布，预计2030年上市。

1、一起来看看发泡材料能为新能源汽车行业，带来哪些解决方案？

1）动力电池散热&保护

研究表明，25℃是电动汽车电池最喜欢的工作温度，温度过高或过低都影响驾驶安全。

而 发泡材料可以让电池的自燃温度提高10℃以上，电池寿命延长15%。

目前许多其他厂商正在积极推进新能源汽车动力电池散热&保护材料的研发和应用。

✔微孔聚氨酯泡棉和有机硅泡棉

专门用于软包和方形锂离子电池结构缓冲的微孔聚氨酯泡绵，这类泡棉非常适合灵活设计和多种功能需求的新能源动力电池包项目；聚氨酯泡棉可长期抗压，耐反复压缩，高阻燃性，为锂电池包层之间提供缓冲，提高软电池性能和寿命。

而有机硅泡棉具有出色的阻燃性、低毒性、低烟性，柔软轻质，符合最高阻燃等级UL94V0。

这两种泡绵都可以保护电池免受冲击和振动，同时弥补设计公差以及电池片膨胀或收缩所带来的厚度变化，保证电池片与散热片最大程度接触。

2）锂离子电池组热管理

✔液态发泡硅材料

液态发泡硅材料，是由有机硅发泡而成的硅胶发泡材料，具有优异抗压缩永久变形性能。

相比于传统碳系发泡材料， 液态发泡硅材料具有优异的耐高低温（-60-200℃）、高阻燃（V-0）极低的烟雾浓度等特性，目前主要被应用于新能源动力电池PACK包密封、动力电池热管理系统支撑防护、动力电池保温材料、动力电池绝缘缓冲等。

3）硅胶在锂电池PACK安全防护和热管理中应用

✔超软硅胶泡棉

硅胶泡沫，除了重量轻、柔软度好，更具备优异的阻燃性能，在电芯起火时，泡棉的高阻燃效果可延缓火势蔓延，增加逃生时间，且低烟低毒更安全。

相对其他材料泡棉， 该系列泡棉可在-50℃ - 200℃长期使用，抗压性、可塑性更优异，是一款不可多得的电芯缓冲衬垫解决方案。

4）新能源汽车NVH

有资料统计， 新能源汽车约有1/3的故障问题，是和车辆的NVH有直接关系。

特斯拉的一些电动汽车采用了多层隔音玻璃和聚氨酯发泡材料来隔音车门；而 宝马一款电动汽车采用聚氨酯发泡材料来做隔音座椅，降低车内噪音，从而提高了整车NVH。

可见， 发泡材料正成为新能源汽车隔音降噪的主力军。

✔聚氨酯吸音海绵

高性能聚氨酯泡沫常用于汽车零部件声学解决方案，因其低密度、轻质的配方，可以有效防止噪音在车腔内外传递，吸音效果远好于传统聚氨酯。

聚氨酯泡棉还可以用于电池包、电动机和车门、座椅等多部位的隔音处理，提升驾驶NVH；另外它还优异的吸震性、耐用性，属实是汽车NVH战场的一枚老手了。

✔开孔EPDM橡胶泡棉

开孔EPDM橡胶泡棉，由于其特殊的半封闭泡状结构，让其具备优异的隔音和吸震性能，常被填充汽车等设备空腔，用于吸音降噪。

另外EPDM橡胶耐热、耐寒、耐腐蚀、耐老化，低温柔性好，不易变形、环保、无毒、无异味，综合性能方面略胜一筹。

✔IXPE发泡产品

IXPE发泡产品，是由电子辐射交联聚乙烯发泡制成，具备轻量化、气密性、隔热、阻燃和抗震性等特点。

IXPE泡沫可以有效降低汽车内部噪音和震动，还具有优异的防水、防潮和防腐蚀性能，保护汽车内部零部件，延长其使用寿命。

常被应用用于动力电车的内饰、外观，和密封制品。

5）新能源汽车轻量化

实验统计，新能源汽车轻量可以使续航里程提高5%-10%，同时减少能源消耗碳排放。

目前许多其他厂商正在积极推进新能源汽车轻量化材料的研发和应用。

✔新型发泡材料-泡沫铝

泡沫铝是一种结构独特、性能优良的新型多功能材料，因其密度低、结构轻量化，刚度高，具备优秀的吸能和缓冲绝缘性能。

所以它常被用于制成汽车零部件，不仅具有良好的动能吸收性，还可以大大减轻汽车重量，如果与泡沫金属一起使用，零件重量至少减轻1/3。

✔微发泡材料

微发泡材料，是以热塑性弹性体为基材，通过微发泡注塑制成的非金属发泡材料。

微发泡成型制品最大优点在于，保持了产品原有性能基础上，还能减少不同程度的重量。某汽车厂商在VV7车型上应用物理微发泡技术，实现产品减重10%左右，在F7车型上应用化学微发泡技术，实现产品减重25%-28%。

2、汽车轻量化为发泡材料带来机遇

IHS Markit汽车轻量化路线图显示，汽车轻量化目标逐年提升。2020年，整车减重率达到10%；2025年整车减重率达20%；2030年整车减重达到35%。

对于汽车轻量化，政策方面也有明确要求。2021年6月中华人民共和国工业和信息化部发布的《汽车产品生产者责任延伸试点实施方案》中明确提出，要加强绿色产品研发，增加低油耗、低排放及新能源汽车生产比例，加快推进整车及零部件轻量化技术研究与应用。

凭借低密度的优势，发泡材料的市场需求逐渐上升。Market Research Future(MRFR)的综合研究报告显示， 2021-2028年车用发泡材料的复合年增长率为10.23%。2021年市场价值为386.1亿美元，据预测，2028年为802.7亿美元。

车用发泡材料较为多元

在新能源车中，发泡材料的可使用的场景十分多样。

新能源车不仅提出轻量化的要求，还提出较小的宽温工作环境、阻燃、车身刚度等综合性的要求。

为此，旭化成推出了轻量化高机能聚苯醚发泡材料SunForce™。

SunForce™——提高动力电池工作效率及安全性的创新设计方案

SunForce™是兼具m-PPE树脂和发泡颗粒特性的新材料。

SunForce具有一定阻燃性，作为非卤化物系，获得了UL94 V-0认证阻燃等级；发泡材本身相对金属材料更轻，非常契合新能源车轻量化的趋势；不仅如此，SunForce虽是发泡材料但具有优秀的力学性能，且隔热性佳，导热率为0.034W/m •K，可作为新能源车隔热件。

目前，SunForce™在电动汽车锂电池包的结构件、BMS外壳保护/支架等场景都有推荐设计方案，通过SunForce™设计可增强电池隔热，降低电池热管理能耗，更有效地提高动力电池工作效率。

另外，SunForce™可作为锂电池电气绝缘组件、间隙填充组件、缓冲防护组件的材料。

总体来看，SunForce™适用于新能源车动力电池PACK结构件的轻量化。

SunForce™的原材料来自旭化成本企业生产的改性PPE，这为发泡技术带来基础研究的优势。

SunForce™在生产加工过程中也为客户带来惊喜。

可批量化定制，可采用现有的成型工艺和设备来进行加工和生产，节约生产成本；另外，模具开发便宜，相较于注塑件，单个产品的模具均摊成本下降。

3、下一步——正向开发

旭化成在工程塑料拥有多年的技术沉淀，结合中国新能源车市场轻量化、节能减排的需求，围绕工程塑料与发泡技术，推出轻质发泡材料。针对新能源车动力电池PACK场景，旭化成SunForce™的推进将分为两个阶段。

阶段1：利用SunForce™在轻量化和机械性能等方面的优势，对动力电池场景中传统的材料进行部分替换，目前已经有推荐方案。

阶段2：充分结合SunForce™特性，围绕电池场景需求，进行正向开发，目前已经和客户积极探讨未来创新动力电池设计方案。

另外，据介绍，SunForce™不仅提供基于PPE树脂的发泡材料，未来将提供包括基于尼龙等工程塑料的发泡材料。

近年来，随着发泡工艺技术的提升，微发泡材料在汽车轻量化领域大放异彩，受到汽车制造商的青睐。

在汽车轻量化发展的新趋势下，以材料替代为主的轻量化解决方案备受行业关注。发泡材料具有质轻、隔热、隔音、减震、价格低廉等优点，广泛应用于仪表板、顶棚内饰、车门内饰板等汽车内饰件中。

当电动化、智能化等新趋势愈演愈烈，有机发泡材料有望以前所未有的速度被应用在汽车中，扮演着越来越重要的角色。

文章来源： UTPE弹性体产业门户，新材料在线，链塑网