2025年3月21日,由艾邦高分子主办的“第三届气凝胶技术与应用论坛”在苏州成功举办。作为新材料领域的年度盛会,本届论坛聚焦气凝胶技术的创新突破与产业化应用,吸引了来自科研院所、产业链上下游企业及投资机构的200余专业人士参与。
气凝胶因其超轻、绝热、高吸附等特性,被誉为“改变世界的材料”,在新能源、环保、建筑、航空航天等领域展现巨大潜力。随着“双碳”目标推进及产业升级需求,气凝胶技术研发与规模化应用迎来关键窗口期。
本届论坛设置专题报告、企业展示环节,会上,10位专家学者和企业代表们纷纷分享了在气凝胶技术研发、生产工艺改进以及市场应用等方面的最新成果和经验,8家企业展示了公司最新产品和技术方案,此次论坛为气凝胶材料在新能源、建筑、个人热管理环保等领域的广泛应用提供了许多创新思路和解决方案。
下面我们就从嘉宾主题演讲、展台风采、现场互动及特写这三个方面一起来回顾一下本届会议精彩时刻。
1、《气凝胶绝热材料技术创新与产业发展》——江苏珈云新材料有限公司董事长 沈晓冬教授
气凝胶作为“改变世界的十大新材料”之一,凭借其纳米多孔结构,在密度、导热系数等14项核心指标上保持全球领先,是当前最具潜力的超级绝热材料。
会上,珈云新材沈晓冬教授回顾了气凝胶从实验室研究到产业化应用的历程,指出其应用领域已从航空航天、国防军工等高端场景,拓展至新能源、建筑节能、环境治理等民生领域。特别是在建筑保温领域,过去十年市场规模实现1054%的爆发式增长,印证了其巨大的商业化价值。
针对气凝胶产业化痛点,沈晓冬教授提出“定向设计”理念:根据不同应用场景需求,调控材料微观结构,开发差异化产品。
他以珈云新材的研发成果为例,展示了气凝胶技术的前沿突破:新能源领域:开发全球首个耐1200℃动力电池电芯隔热片,通过宁德时代两年严苛认证并实现量产,成为新能源汽车电池安全的“标配”技术;此外,珈云新材还研制耐温达1700℃的Al₂O₃晶须增强氮化铝气凝胶,突破传统材料耐高温极限;形成SiO₂(1100℃)、SiC(1300℃)等系列化产品矩阵,以满足满足航天热防护、海洋工程防腐等多元化需求。
沈教授指出,气凝胶产业正迎来“黄金窗口期”。在低空经济、绿色建筑、国防军工等领域,市场需求持续扩容。沈教授预测,仅建筑节能改造一项,未来五年将催生千亿级市场空间(十年涨幅1054%)。此外,珈云新材牵头构建的“产学研用”一体化生态体系,已实现从原料制备、装备研发到标准制定的全链条突破,推动我国气凝胶产业从“国际并跑”迈向“局部领跑”。
2、《耐高温气凝胶材料研发与应用》——南京工业大学材料科学与工程学院院长 崔升教授
随着航空航天、工业窑炉及新能源汽车等领域对热防护需求的爆发式增长,国家“二〇三五”战略将高温绝热材料列为重点攻关方向。崔升教授指出,气凝胶因其超低导热系数0.02W/m·K、高比表面积(1000㎡/g)、低折射率(1.025)及耐温等特性,已成为解决极端环境热管理难题的核心材料,应用场景从航天军工,石油化工扩展至建筑节能、动力电池等民用领域。
崔升教授介绍到,南京工业大学自2000年启动气凝胶研究,研发出了高温疏水纤维毡复合SiO₂气凝胶、隔热保温用纤维素复合SiO₂气凝胶、低温保冷用纤维复合SiO₂气凝胶。在建筑材料复合SiO₂气凝胶方面,科研团队前期做了大量技术储备,包括与岩棉、发泡陶瓷及发泡水泥板进行复合,成功将材料导热系数显著降低。例如岩棉的导热系数为0.04W/m·K,经复合后的SiO₂气凝胶/岩棉复合材料可达到0.03W/m·K以下,崔升教授指出,这将在建筑领域得到更广泛的推广和应用。
崔升教授表示,高性能气凝胶材料的应用市场广泛,包括但不限于国防军工、动力电池、工业节能。当前新型高温防隔热气凝胶的核心技术指标涵盖耐高温、抗氧化、高辐射、高承载、低密度、低导热率、低折射率、大孔隙率等。
针对气凝胶行业存在的技术工艺局限、装备依赖进口、核心专利缺失及产品品类单一等痛点,崔升教授提出三大解决方案:
· 材料设计创新:通过多尺度理论计算、硅基异质结构筑、高熵气凝胶比如陶瓷气凝胶提出以突破气凝胶骨架基元高温结构稳定性;
· 力学性能强化:通过共价键交联改性、弥散碳挤压增韧、耦合镶嵌一体化提升气凝胶材料的机械性能;
· 产业化突破:通过无机硅源解离重组、传热传质高效耦合、生产工艺装备革新实现气凝胶低成本的规模化制备。
最后,崔升教授还介绍了课题组的拓展研究方向,包括有机物吸附气凝胶、载药气凝胶、光谱调控气凝胶等前沿领域。
3、《气凝胶绝热涂料在建筑和工业隔热领域的应用研究》——上海中南建筑材料有限公司副总经理 &总工程师 徐金枝女士
上海中南建材的徐金枝副总经理开篇剖析气凝胶材料的核心优势:其独特的三维纳米多孔结构通过“无穷长路径效应”阻断固相热传导、“零对流效应”抑制气相热传递、“无穷多遮热板效应”削弱热辐射,综合导热系数低至0.015W/(m·K),堪称绝热材料的“天花板”。
然而,徐副总也直言行业痛点——传统气凝胶生产周期长、成本高昂(4万元/立方),低密度导致的运输损耗率高达15%-20%,且因疏水亲油特性难以在水性体系中分散应用。
对此,上海中南建材提出全链条创新方案:
· 制备工艺革新:通过自主原料配方与催化剂优化,将气凝胶生产周期缩短30%,综合成本降低30%-50%;
· 运输难题破解:开发15%-30%高浓度气凝胶膏料,减少包装体积与运输损耗;
· 应用适配升级:针对不同体系分散需求,优化气凝胶表面改性技术,使其稳定分散于水性或油性基材。
基于技术突破,上海中南建材还构建了覆盖建筑、工业、新能源三大领域的复合气凝胶产品体系。特别是在建筑和工艺保温节能领域,徐副总从产品场景应用设计、到配方调配、到热传递分析数据实证,最终表明气凝胶毡、气凝胶隔热涂料或两者组合的方式,能解决储油储气罐、输油输气管道、工业设备、工业厂房建筑等区域的保温、隔热、防腐蚀、防水、防火等需求。
作为1984年成立的国有建材企业,中南建材自2016年布局气凝胶赛道,已建成年产3万立方米气凝胶粉体、3万吨涂料及半成品膏料的智能化产线,形成“基础研究-中试-量产-工程服务”全链条能力。随着“双碳”目标推进,这场从材料革新到场景革命的突破,正为万亿级节能市场注入新动能。
4、《新能源车电池用气凝胶产品应用及超临界干燥装备》——贵州航天乌江机电设备有限责任公司研发部长 杨朝金先生
气凝胶材料以其优异的隔热、轻质、低导热特性,成为新能源汽车电池的重要应用方向。而超临界干燥装备作为气凝胶制备的关键技术装备,直接影响到气凝胶材料的性能和应用效果。论坛上,贵州航天乌江机电研发部长杨朝金先生的主题演讲,涵盖了气凝胶工艺及产品、新能源领域的应用、超临界干燥装备以及航天乌江公司的介绍四大方面。
杨部长首先介绍了气凝胶的制备工艺和多行业应用。气凝胶复合绝热制品是通过用溶液填充纤维,经老化增强气凝胶孔洞结构,最终通过超临界二氧化碳干燥形成强化纤维气凝胶毡。在应用方面,杨部长重点分享了气凝胶在新能源领域的应用,特别是在解决电池热失控问题上的重要作用。他提到,2024年航天乌江在新能源汽车领域的订单已超过亿元,是主要的气凝胶隔热材料供应商之一。
杨部长还指出,气凝胶在新能源领域面临一些值得关注的问题,包括产品外观、厚度均匀性、导热系数、隔热温度、压缩性能、稳定性(如阻燃性和耐电压性)以及成本经济性。航天乌江在这些方面取得了显著进展,其明星产品包括纳米预氧丝气凝胶毡、气凝胶陶瓷纸和玻璃纤维气凝胶表面毡。特别是纳米预氧丝气凝胶毡的出货量居国内首位,产品质量稳定,而气凝胶陶瓷纸和玻纤表面毡的厚度最低可达0.5毫米,导热系数可达0.023 W/(m·K)。
杨部长还详细介绍了航天乌江的超临界CO2萃取/干燥技术及装备。超临界CO2萃取设备通过控制CO2流体的温度和压力,实现物质的提取、分离和纯化,主要包含CO2气路系统、热水系统、冷水系统和电控系统四大系统。他指出,虽然我国在超临界装备探索方面起步较晚,但目前在应用领域已居全球领先。航天乌江在超临界流体技术装备领域表现突出,2021年其超临界气凝胶材料的年产能已达到3万立方米。
5、《可穿戴柔性相变纤维热管理复合材料及其发展趋势》——华中科技大学 卢翔教授
会上,华科大卢翔教授系统阐述了相变材料在智能穿戴领域的创新路径,为被动式热管理技术提供了颠覆性解决方案。卢翔教授指出,当前主流的主动热管理技术如风冷、液冷存在能耗高、结构复杂、适用性差等缺陷。
因此,个人热管理方面亟需新型热管理方式。卢翔教授列举了不需要使用能源的被动热管理方式,包含导热、隔热、蒸发制冷、光热、辐射制冷、相变储能等。其中,相变材料因具备"储能-释能"动态调控能力,被视为实现全天候热舒适的核心载体。目前,全球相变纤维市场由美国Outlast、日本大和化学工业、合肥芯能、青岛邦特等企业主导,采用浸渍、涂层或纺丝等方式将相变微胶囊应用于织物,但是存在易脱落,工艺复杂度高等问题。
基于此背景,卢教授提出,如何将单一的相变调温功能,集结辐射制冷、光热加热功能,以适应不断变化的天气?卢教授从自身的主要工作,同轴复合相变纤维、相变/辐射制冷协同调温纤维膜、双模式辐射/相变协同调温纤维膜的特性及制备技术展开介绍,主要有:
· 利用同轴静电纺丝技术,成功实现鞘层高分子对芯层相变材料良好的封装;
· 原位引入二氧化硅粒子,实现相变/辐射制冷协同调温纤维膜的制备;
· 利用连续静电纺丝技术,实现双模式辐射/相变协同调温纤维膜的制备。
最后,卢教授还对可穿戴的纤维模进行了展望,包括抗菌、透气、自清洁、多功能化、智能化、规模化、环保可持续,以及具有光热、高焓值、辐射制冷的特点。
6、气凝胶(隔热垫)封装智能化生产线技术创新——广东秦泰盛智能化科技有限公司总经理 郭世鹏先生
气凝胶作为一种具有优异隔热、隔音性能的材料,在航空航天、新能源、建筑等多个领域展现出巨大的应用潜力。但是气凝胶无法直接使用,通常需要与其他材料复合且封装成型。广东秦泰盛智能化科技有限公司致力于非标自动化领域,为客户提供全套的自动化生产和智能制造解决方案,是极具有竞争力和优质的设备供货商。
此次演讲,秦泰盛郭总经理深入阐述了秦泰盛在气凝胶封装领域的技术探索与实践成果。他提到,当前气凝胶封装行业面临着生产效率与产品质量难以兼顾、人工成本过高以及定制化生产能力不足等挑战。
针对这些问题,秦泰盛研发的智能化生产线技术通过引入先进的传感器和智能控制系统,实现了生产过程的实时监控与精准调控,有效提高了生产效率和产品质量的稳定性 。同时,该生产线还具备高度的柔性化设计,能够根据不同客户的需求快速调整生产参数,实现定制化生产,极大地提升了企业应对市场变化的能力。
随着科技的不断进步和市场需求的持续增长,气凝胶封装技术将朝着更智能化、自动化、精细化的方向发展。一方面,智能化控制系统将进一步优化生产流程,实现生产过程的全自动化监控和调整,提高生产效率和产品质量的稳定性;另一方面,随着气凝胶在更多新兴领域的应用拓展,对封装技术的要求也将不断提高,促使企业不断研发创新,开发出更具针对性和适应性的封装技术和设备 。
郭世鹏总经理的演讲分享了智能化生产线技术创新的思路和成果,为行业内企业提供了宝贵的借鉴,激发了更多企业在技术创新方面的投入和探索,有望促进整个气凝胶封装行业技术水平的提升。
7、《石墨烯气凝胶材料的辐射制备及应用研究》——中国科学院上海应用物理研究所 李吉豪博士
会上,中国科学院上海应用物理研究所的李吉豪博士从原油泄漏、水系污染、水资源短缺以及污水处理困难等环境问题切入,介绍了石墨烯及其多层石墨烯片的应用研究。
石墨烯因其具有二维六边形碳原子阵列结构和极高的宽厚比,成为研究的重点。李博士团队最初将石墨烯制成粉体,作为添加剂来改变材料性能。随后,他们成功研发出石墨烯隔热膜,尽管最初成本较高,但随着技术的进步,如今石墨烯的成本已大幅下降。
在石墨烯与气凝胶的结合过程中,这种材料的成本优势逐渐显现。
李博士详细介绍了从多层石墨烯片到三维多孔石墨烯气凝胶的制备研究。2014年,李博士的团队利用纯石墨烯成功制备出可压缩的石墨烯气凝胶,成为世界第三个掌握此技术的团队。石墨烯气凝胶具备极高的吸附能力,可以漂浮在水面上吸附海上原油。据测量,8.5毫克的气凝胶能够吸附1.4克原油,且可实现完全燃料化,这在海洋环境治理方面具有巨大潜力。
在研究过程中,李博士的团队发现石墨烯气凝胶能够根据容器的形状变化。因此,他们通过不同的还原剂控制反应条件,成功制备出微米级的石墨烯气凝胶纤维。
李博士还介绍了辐射化学和辐射技术。辐射化学是由M. Burton于1942年提出的,研究电离辐射与物质相互作用引起的化学变化。辐射技术广泛应用于医学、农业、工业、环境和材料领域。由于辐射方法不需要添加剂,它在一些婴儿产品领域也能被采用,以避免引起皮肤敏感。
8、《超低热导率陶瓷气凝胶的连续化制备及应用》——浙江柔荷新能源材料有限公司首席科学家 闫建华教授
浙江柔荷新能源成立于2024年4月,致力于新能源技术解决方案,专注于研发、生产和销售柔性陶瓷功能材料和陶瓷固体电解质薄膜在电池安全、固态电池领域提供技术领先性的产品和解决方案,拥有从研发到制造、到品质管理到市场的全服务环节流程。
会上,柔荷新能源首席科学家闫教授介绍到,超低热导率陶瓷气凝胶的连续化制备及应用是浙江柔荷新能源公司的一个产业化项目。公司基于超薄化陶瓷电解质的研究基础,通过纺丝化学新方法、纤维化学新概念、纺丝装备新原理,突破传统陶瓷材料脆性大、加工难的瓶颈,进一步实现了超轻化耐火隔热金属陶瓷气凝胶的产业化应用。
值得一提的是,柔荷新能源开发了国内外首台套柔性陶瓷设备,加工陶瓷电解质膜和气凝胶产线,是唯一应用于新能源领域柔性陶瓷产线。柔荷新能源公司的弹性陶瓷气凝胶产品导热系数低于0.03,孔隙率大于90%,最高适用温度可达1300℃。
闫教授还重点介绍了柔韧陶瓷纳米纤维设计策略和金属陶瓷气凝胶隔热机理及性能。其中,金属陶瓷气凝胶在力学表征、冷热冲击表征、热防护测试中均表现出优异的性能。
9、《气凝胶在建筑保温上的应用及发展》——纳诺科技有限公司高级工程师 徐金舟先生
会上,纳诺科技的高级工程师徐金舟概述,近年来,气凝胶凭借其超轻、超低导热性(<0.021 W/m·K)和A级防火性能,被纳入国家节能低碳技术推广目录及新兴产业分类,2022年更被明确列为新型建材研发重点。
与传统保温材料相比,气凝胶毡以180-220 kg/m³的密度、≥0.05 MPa的抗压强度,显著优于XPS板、PF板及岩棉板。纳诺科技公司实验数据显示,在同等空调工况下,使用气凝胶保温的建筑可降低33%的耗电量,展现出卓越的节能潜力。
徐高工指出,气凝胶在建筑领域已形成四大应用体系,覆盖内外墙、屋面及楼板保温系统。然而,成本问题仍是制约其大规模推广的关键。
对此,纳诺科技提出双轨降本策略:
· 生产工艺革新:采用常压干燥工艺,以无机硅源替代传统有机硅源,降低疏水剂和无机酸使用量;通过复合硅源设计减少改性步骤,并优化热源交换降低能耗。该工艺设备投入减少30%,原料成本下降20%。
· 施工工艺升级:推行模块化结构设计,提升单层施工厚度至传统材料的3倍,缩短工期;推动薄抹灰系统向一体化保温体系转型,降低施工复杂度。
尽管气凝胶初期成本较传统材料高30%-50%,但其50年以上的使用寿命和全周期维护成本优势凸显了经济价值。数据显示,2020年气凝胶在建筑保温领域的渗透率仅为0.02%,但预计到2025年,市场需求将飙升至7.3亿平方米。
作为国家级专精特新"小巨人"企业,纳诺科技已实现气凝胶材料研发、生产到施工的全链条布局,致力于气凝胶在保温建筑上的研发与应用,公司其产品在宝山城中村改造、象山创意大厦屋面保温、大华朗香公园映等项目中成功应用,验证了气凝胶在保温节能以及极端温差环境下的稳定性能。
10、《气凝胶材料在动力电池中的应用与发展》——浙江岩谷科技有限公司技术副总 张蓉艳女士
随着气凝胶生产成本从2015年的3-4万元/m³降至当前的8000元/m³,这一"纳米黑科技"正加速渗透新能源汽车领域。岩谷科技作为行业领军企业,凭借13%的研发团队占比,与每年5.8%的研发投入,2024年实现销售额2亿元。
张蓉艳副总指出,气凝胶在动力电池中实现三大颠覆性价值:
· 热管理革命:极寒环境下,气凝胶层可使电池包温降速率降低,保障锂电池特别是铁锂电池的低温续航;高温时,其极低的导热系数可阻断热失控蔓延,为逃生争取时间。
· 能效跃升:超薄气凝胶隔热片可以提高电池包空间利用率,提高能量密度的技术关卡。
· 安全冗余:气凝胶材料的A级防火特性及较好的叠加抗压强度能为新能源汽车电池包提供保护。
随后,岩岩谷科技张蓉艳副总系统介绍了公司气凝胶隔热片从生产到封装的核心技术路径:岩谷科技包含拥有气凝胶材料生产的全产业链工艺,包含来料检测、纤维裁切,到配胶配液后的复合成型,在经过老化萃取、超临界干燥、表面处理,最后得到半成品。
针对不同应用场景,岩谷开发有四留边气凝胶隔热垫、硅胶缓冲隔热垫、四边框气凝胶隔热垫等封装方案。为破解硅胶框成本难题,企业还实施多种降本策略,比如采用预氧丝涂层技术使硅胶缓冲垫成本下降33%;四边框结构优化减少硅胶框用量等等。
最后,面对成本与规模化生产挑战,岩谷科技张副总提出四大破局路径:一是技术创新降低成本;二是改进工艺扩大规模;三是持续纳米气凝胶性能优化;四是将与其他新型材料进行更深入的协同创新,形成性能更加优越的复合材料体系。此外,还可以完善测试方法,建立模拟计算方法,减少人工成本等方式降本。
2.1 贵州航天乌江机电设备有限责任公司
2.2 山东久强新材料科技有限公司
2.3 湖南东晟薄膜技术有限公司
2.4 安徽嘉智信诺化工股份有限公司
2.5 江苏鸿华特种装备有限公司
2.6 江苏贸隆机械制造有限公司
2.7 泉州三嘉机械有限公司
2.8 北京昊克赛尔科技有限公司

最后,再次感谢以下企业对此次论坛的赞助与支持:
· 贵州航天乌江机电设备有限责任公司
· 山东久强新材料科技有限公司
· 湖南东晟薄膜技术有限公司
· 安徽嘉智信诺化工股份有限公司
· 广东秦泰盛智能化科技有限公司
· 江苏鸿华特种装备有限公司
· 江苏贸隆机械制造有限公司
· 泉州三嘉机械有限公司
· 北京昊克赛尔科技有限公司
· 安徽捷和精密机械有限公司
· 江苏珈云新材料有限公司
· 纳诺科技有限公司
· 浙江岩谷科技有限公司
· 浙江柔荷新能源材料有限公司
· 上海中南建筑材料有限公司
· 中科院上海应用物理研究所
· 南京工业大学
· 华中科技大学
