1.光伏材料及新技术
有别于硅晶的刚性与高负重,有机太阳能电池薄如胶片,可弯折、涂布,能直接贴合衣物、车窗或玻璃幕墙。近年来,中国研究人员基于窄带隙类小分子受体(如ITIC和Y6),通过分子结构改进和器件工程降低能量损失、优化器件纳米结构,提升开路电压并增强光电转换效率,推动其快速发展。中国科学院大学和北京航空航天大学研究人员开发出一种无机-有机杂化阴极界面材料,通过二维非晶氧化锌与有机(PDINN)、聚合物界面层材料(PNDIT-F3N)的协同作用,显著降低界面缺陷并提升电荷提取效率。基于二元器件效率达20.6%,引入第三组分后效率提升至21.0%(认证效率20.8%),填充因子高达82.5%,创当前有机太阳能电池效率纪录。香港理工大学研究人员报道了一种利用结晶调控剂实现受体两步结晶的新方法,显著提升了二元电池的性能。结晶调控剂通过非共价相互作用诱导受体分子在成膜过程中先固定堆积模式,再在热退火过程中细化晶体框架,形成高度有序的受体排列。基于该方法,D18/L8-BO和PM1/L8-BO-X二元器件分别实现了20.9%(认证20.4%)和21%(认证20.5%)的效率,最高填充因子达83.2%(认证82.2%),标志着有机光伏向高效化迈出重要一步。
与有机太阳能电池以共轭半导体材料为吸光层不同,钙钛矿电池以有机金属卤化物钙钛矿为吸光层。自2009年钙钛矿材料被用于制备光伏器件以来,单结器件效率已由3.8%跃升至2025年认证的27.1%,但两大瓶颈仍待突破:其一,材料本身在光、湿、热、氧等环境下易分解,寿命受限;其二,溶液制膜引入大量界面缺陷,既加速离子迁移,又增加非辐射复合,阻碍性能进一步提升。因此,制备高质量钙钛矿半导体薄膜是实现高效率钙钛矿太阳能电池的关键要素。空穴选择性自组装单层在推动钙钛矿太阳能电池的功率转换效率方面发挥了关键作用,但其不稳定性会侵蚀器件工作性能,成为商业化落地的关键环节。香港城市大学团队与合作者为此设计了一种可交联单分子层,在成膜后原位固化,既锁定构象、抵御外部应力,又消除成膜缺陷与纳米空隙,实现致密、无针孔的空穴传输界面。基于该策略,器件获得26.92%的认证效率,并在85℃、1000h最大功率点跟踪中衰减微乎其微;经历40~85℃共700次热循环后,初始效率仍保留98%以上。隆基绿能联合中国科学院长春应用化学研究所等研究团队,通过采用给受体共轭策略,开发了一种具有开壳双自由基的新型有机自组装分子。该分子展现出优异的载流子传输能力、在实际工况下的优异结构稳定性以及卓越的组装均匀性,使基于该材料的钙钛矿太阳能电池在效率和稳定性方面均取得了显著进展。针对传统生长方法导致钙钛矿中氯元素分布不均的问题,中国科学院半导体研究所研究人员提出了垂直方向均匀化氯元素分布的策略。基于这一方法,研究团队制备出载流子寿命高达20μs,界面缺陷态密度低的钙钛矿半导体薄膜,显著抑制了由卤素氯元素上表面富集引起的载流子复合,并消除了界面电子势垒,器件经权威机构认证获得了27.2%的光电转换效率。钙钛矿与晶硅叠层电池的极限效率高达43%,远超单结太阳能电池的SQ极限效率(33.7%)。目前,单结晶硅电池效率难突破30%。隆基团队联合苏州大学开展研究,基于新型有机自组装分子材料设计及晶硅-钙钛矿叠层器件,显著降低了表面界面非辐射复合水平,实现了开路电压接近2.0V,认证效率高达34.6%。这项研究为新型单原子材料(SAM)的开发及进一步提升晶硅-钙钛矿叠层效率提供了重要的技术方案。
历经数载前沿探索与技术积淀,新型光伏技术的产业化进程已实现关键跨越。其战略重心正经历一场深刻转向:从早期对单一性能指标的极致追求,演化为“如何实现稳定、高效、大规模制造”的综合性系统工程。例如,橙子(辽宁)材料科技有限公司已建成柔性有机光伏电池研发线,并研制了300mm×300mm器件,光电转换效率达到10%以上;研发出的遥控器电池已得到应用端客户的验证,实现小批量供货;研发出的手机壳电池正在客户端验证,明年将建成50MW柔性有机光伏产业化生产线,这将为光伏行业创新发展开辟全新赛道。尚柔新能源探索出一套钙钛矿光伏技术由实验室基础研究向产业化产品开发的最优技术路径,创造并打破柔性钙钛矿光伏器件的光电转化效率,在柔性小面积和商业化大面积尺寸效率认证中打破世界纪录,已建成5000平兆瓦级柔性中试示范线并同步在建年产600万百兆瓦级量产线。
2.锂电池材料及技术
作为支撑新能源汽车、新型储能两大万亿级产业的战略枢纽,锂电池技术的先进性与产业链的健全性,直接关系到国家能源转型与产业竞争的全局。经过10余年的发展,中国已建立起全球最完整、规模最大的锂电池产业链。2025年,中国锂电池产业告别“量”的简单扩张,进入“质”的全面提升期。核心技术突破、供应链安全可控、制造过程绿色低碳、商业模式创新,成为这一阶段最鲜明的特征。
关键材料体系迭代加速,向极限性能迈进。锂电池用正极材料,高镍化走向极致,锰铁锂方兴未艾。超高镍正极(Ni≥90%),在2025年实现大规模量产装车。通过多元素协同掺杂(如Al、Mg、Zr)、浓度梯度结构设计以及原子级表面包覆(如锂钒氧化物、固态电解质膜)等技术,有效解决了超高镍材料循环稳定性差、产气严重等痛点。部分企业的产品在全电芯级别下,能量密度已突破300Wh/kg,并能满足3000次以上的循环寿命要求。2025年成为磷酸铁锂行业发展的关键转折年,2025年1—10月我国磷酸铁锂材料产量累计为255.3万吨。行业呈现高增长、低盈利的特殊格局,2025年1—10月,我国磷酸铁锂产量累计达270.99万吨,同比增长57.8%。市场需求正在向高压实、高容量、优异低温性能的磷酸铁锂方向演进,预计动力用磷酸铁锂压实密度从2.4~2.55g/cm³向2.55~2.7g/cm³,储能用磷酸铁锂从<2.5g/cm³向2.5~2.55g/cm³迭代。高压密磷酸铁锂电池在整个磷酸铁锂市场中的占比将达到25%,成为推动行业增长的重要力量。磷酸锰铁锂(LMFP)作为磷酸铁锂(LFP)技术路线的升级方向,其在2025年迎来产业化爆发。通过碳包覆、纳米化及与三元材料复合使用,弥补了其导电性差和电压双峰的短板。LMFP材料凭借其比LFP高约20%的能量密度、更低的成本以及优于三元材料的安全性与循环性能,在主流乘用车中端车型和规模储能领域快速渗透,形成与高镍三元、传统LFP“三足鼎立”的市场格局。
负极材料市场呈现 “传统与新型”双轨并行格局。传统石墨材料(天然石墨、人造石墨)凭借成熟工艺与低成本优势,仍占据主导地位,但技术迭代已触及性能天花板。2025年被视为“硅基负极规模化应用元年”。硅基材料凭借高理论比容量成为突破能量密度瓶颈的关键路径。硅碳复合材料通过纳米硅颗粒与石墨基质复合,有效缓解充放电过程中的体积膨胀问题,显著提升电池倍率性能;预锂化技术通过预先补充锂源,补偿首次充放电过程中的不可逆损失,将首效提升至85%以上。同时,通过多孔碳骨架负载、预锂化技术以及新型粘结剂的应用,硅氧(SiOx)负极的首次效率和循环稳定性得到显著提升,率先在高端旗舰车型中实现批量应用,配合高镍正极,推动电芯能量密度向400Wh/kg目标迈进。纳米硅碳复合负极则在中试线上取得突破,为下一代产品做好了技术储备。
3.储能材料及技术
2025年,储能产业依然保持高速增长态势。全球新增新型储能装机容量预计超过190GWh,同比增长62%。储能产业从原材料到终端产品,同质化竞争严重,价格战趋于白热化。锂、钴等原材料价格剧烈波动,碳酸锂价格跌至7万元/吨,电芯价格跌至0.4元/Wh以下,系统招标价格最低下探0.4元/Wh。尽管储能产业市场规模还在持续增长,但由于内卷严重,产品价格持续下跌,不少企业陷入亏损的泥潭。2025年中国新增投运新型储能项目装机规模50GW,约占据全球市场65%份额。近200个百兆瓦级项目实现投运。技术路线上,多元化应用趋势凸显,锂离子电池占据装机主导的同时,液流电池、压缩空气、钠离子电池、重力储能、飞轮等非锂储能技术也实现了应用突破。截至2025年底,我国已投运电力储能项目累计装机规模达到150GW,占全球市场总规模的40%。中关村储能联盟预测2025—2030年间,年度新增储能装机在26.3~35.5GW之间。
今年有更多的新技术从实验室进入市场,新型储能累计装机规模超过抽水蓄能。首先是半固态电池率先实现量产,示范项目投运,全固态电池量产时间表提前至2027年;钠离子电池在储能市场开始商业化应用,技术端宁德时代“钠新”电池能量密度达175Wh/kg,通过针刺等极端测试,比亚迪推出循环超万次长寿命产品,头部企业以材料创新确立快充、低温及安全差异化优势。应用端多点开花,全国首个大容量钠电储能电站扩容,进一步验证百兆瓦级调峰实力;产业链成型,超200家企业贯通材料-制造-系统全链,政策与标准体系加速完善。
4.聚烯烃及工程塑料
聚烯烃作为国民经济和战略性新兴产业的关键基础材料,是衡量国家石化产业综合竞争力的核心标志。进入2025年,在“双碳”目标引领和下游产业升级需求的强劲拉动下,中国聚烯烃产业正全面迈入以高端化、绿色化、一体化为特征的高质量发展新阶段。2025年,中国聚烯烃产能与消费量持续稳居全球首位,但产业发展的内在逻辑已从规模扩张转向价值创造,具体表现如下。
高端化替代加速,通用料市场竞争白热化,而高端牌号、专用料和α-烯烃共聚聚烯烃的自给率大幅提升,进口替代进入“攻坚期”;技术自主化取得决定性进展,特别是在关键催化剂、聚合工艺和核心装备(如大型气相反应器)上实现系统性突破,为产品创新提供了源头活水;绿色低碳成为核心竞争力,生物基路线、节能降耗工艺和化学循环技术从研发示范走向规模化应用,全生命周期碳管理成为企业必修课;产业链协同创新模式成熟,从“原油-烯烃-高端聚烯烃-精深加工”的一体化布局到与下游新能源、汽车等产业的联合开发,创新效率显著提升。
高端牌号产品全面开花,聚乙烯(PE):PE100-RC管材料、超薄型茂金属线型低密度聚乙烯(mLLDPE)棚膜/重包装膜料、大型滚塑油箱专用料等已实现稳定供应,部分产品实现出口;聚丙烯(PP):高熔指薄壁注塑PP(用于轻量化家居及外卖餐盒)、高结晶度PP(用于家电高速注塑)、三高(高刚性、高耐热、高抗冲)PP(用于新能源汽车电池包)等已成为市场主流;高端聚烯烃弹性体与特种材料:国产化突围的“主战场”;聚烯烃弹性体(POE):规模化破局与市场渗透。2025年是国产POE的“产能释放年”,凭借在高碳α-烯烃(1-辛烯)制备、溶液聚合工艺及催化剂技术上的全面突破,万华化学、卫星化学等企业的万吨级装置实现满负荷稳定运行,产品质量达到国际先进水平。,丙烯基弹性体(PBE)作为替代部分POE的高性价比产品,在车用塑料改性领域应用进一步扩大。
2025年,是中国聚烯烃产业实现历史性跨越的一年。工程塑料与特种工程塑料作为高端制造业的“基石”材料,其发展水平直接关系到国家在新能源汽车、电子信息、生物医疗等战略性新兴产业的竞争力与安全性。在自主可控、产业升级与绿色转型三大驱动力下,我国工程塑料产业正经历一场深刻的供给侧结构性改革。国产化替代进入“深水区”,通用工程塑料的国产化率已超过70%,竞争焦点从“有无”转向“优劣”,核心在于产品一致性、批次稳定性和成本控制。特种工程塑料的国产化替代成为主旋律,多家企业实现技术突破并建成万吨级产能;产业链协同攻关模式成熟,“单体-聚合物-改性-应用”的全产业链协同创新模式成为解决问题的关键,尤其在攻克关键单体与中间体方面成效显著;绿色与可持续发展成为硬指标,生物基单体、化学回收解聚技术、低碳生产工艺的研发与应用,正重塑产业的价值链;应用驱动与定制化开发成为常态,下游产业,特别是新能源汽车与电子信息产业的迅猛发展,对材料耐温、阻燃、导热、电磁屏蔽等性能提出极致要求,倒逼上游材料企业进行“量体裁衣”式开发。
5.合成橡胶材料及其新技术进展
在新能源汽车、绿色转型与智能化制造的驱动下,2025年我国合成橡胶行业结合产业链协同与深度重构,正从规模扩张向高性能化、绿色低碳发展加速转型,按照“双碳”目标要求,以“绿色转型”、“协同赋能”和“智创未来”为新引擎,迈向智能化、绿色化、高端化。
产品高端化满足细分场景的精准需求是合成橡胶行业发展的重要目标。如在轮胎领域,传统丁苯橡胶与顺丁橡胶虽保持基础应用,但新能源汽车对轮胎性能的“低滚阻、高耐磨、强抓地”三重标准,亟需材料升级。溶聚丁苯橡胶通过硅烷偶联剂接枝改性,滚动阻力降低15%、湿滑抓地力提升20%,成为2025年高端轮胎的主流选择。稀土顺丁橡胶具有低滚动阻力、高耐磨性、高耐曲扰性和高抗疲劳性的优异性能,适用于制作高性能的轮胎,满足汽车轮胎行业的高端需求,高性能易加工型稀土顺丁橡胶成为关注热点。最新研发的聚异丁烯、丁基橡胶等产品,为合成橡胶制造升级提出了新的研究方向。智能抗冲击弹性体可使屏幕遇强则强、遇柔则柔的特性,能突破其“越厚,抗冲击性能越好,但佩戴舒适度越低”的性能矛盾;还可将这种弹性体制成阻尼弹性体,用于船舰消声瓦和安装在星箭分离位置的整星隔离器,有效减少机械系统中的振动和冲击,保护设备和结构免受损伤,延长使用寿命。反应注射成型(RIM)、环烯烃共聚物/环烯烃聚合物 (COC/COP)的聚合技术及稳定性也是重点攻关的方向。电池包密封胶需耐受电解液腐蚀、-40~120℃高低温循环及10万次振动疲劳,推动改性三元乙丙橡胶与氟硅橡胶的专项研发,预计2025年相关市场规模突破50亿元。光伏领域同样增长显著,光伏组件边框密封胶要求25年耐紫外线老化,聚烯烃弹性体等新型材料逐步替代传统乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜,需求年增速将达15%以上。
近年来,合成橡胶产业规模持续跃升,合成橡胶产业的智能化发展具有深刻的现实意义。人工智能技术的发展正在引发新材料产品研发的范式变革,推动各领域转型升级。智能化将成为合成橡胶产业升级的核心引擎。一是要建设开放共享的橡胶材料数据平台,建立标准化、高质量的橡胶材料数据采集、处理与共享机制,为AI模型训练提供坚实的数据基础;二是要形成“模型+机制”的双驱动体系,既要依赖数据驱动的黑箱模型,又要引入物理启发与机制约束,提高模型的泛化性与可靠性;三是要建立“理论-模型-实验”闭环反馈机制,通过AI 辅助模型 的预测结果,快速反馈至实验验证与理论修正,实现设计迭代;四是要推动产学研用协 同创新机制,鼓励科研机构、高校与企业联合攻关,围绕关键橡胶材料领域开展应用导向的AI创新研究。基于AI+机理的绿色合成橡胶产品质量智能调控系统能生成并分析各项反应数据,从而精准调控生产装置,降低生产装置波动性,提高产品质量的稳定性。
绿色是高质量发展的鲜明底色,绿色转型是时代对合成橡胶行业的必然要求。 橡胶工业在材料绿色化、生产过程清洁化和产品性能绿色化设计等方面都取得了长足进步,如应用天然橡胶和合成橡胶混合的生物基橡胶,减少了对化石燃料的依赖。未来合成橡胶行业应持续聚焦技术攻坚,突破材料性能天花板,创新绿色低碳合成橡胶材料。生物基橡胶及填料和助剂的开发及在环保型轮胎制造中的应用,通过提升生物基含量降低碳排放,满足全球碳中和发展趋势。构建碳排放统计的统一核算体系,对合成橡胶领域产品进行碳足迹管理是碳排放双控的重要机制,能促使企业绿色低碳升级,有效推动合成橡胶产业链的协同减排。区域集群化模式进一步强化,山东、江浙等地的“炼化-橡胶-制品”园区通过管道输送原料、共享能源与物流网络,降低综合成本15%~25%。尽管当前高端牌号依赖进口、核心装备自主化不足等问题仍需破解,但通过协同创新与智能升级,中国合成橡胶产业将更深度融入全球高端供应链,努力实现从“跟跑”到“并跑”的战略转型。
6.有机硅材料及其产业进展
2025年,有机硅材料的科技研发与产业应用同步进入跃迁式发展的新阶段。在“双碳”目标的约束与高端制造需求的双重驱动作用下,其发展呈现“技术纵深突破-绿色循环重构-场景边界拓展”的鲜明三维特征,持续推动有机硅产业升级。有机硅相关研究成果再次登顶顶级期刊,聚硅氧烷低温回收技术的研究成果发表在《Science》期刊。该研究采用Ga/BCl₃协同裂解体系,在40℃常压条件下实现废硅橡胶、废硅油等各类交联废弃物向氯硅烷的高效解聚,产率超过90%,率先实现该领域“室温级”闭环回收的技术突破。
以“再生有机”与“绿色能源”为核心驱动力的有机硅产业变革正加速向纵深演进。从原料端的创新设计与来源路径优化,到产业链的绿色化布局升级,“再生有机”与“绿色能源”已成为推动产业转型升级的关键因素。沧州大化集团研发的硅含量20%共聚碳酸酯实现一次投料试车成功。通过引入有机硅基团,该硅共聚碳酸酯的柔性、耐低温性、协效阻燃性及流动性等关键性能得到显著提升。中国已形成“新疆-内蒙古能源基地+长三角应用创新中心”的产业空间格局,合盛硅业、新安股份、东岳硅材等龙头企业依托“工业硅-有机硅单体-终端制品”全产业链布局,实现了从资源端到应用端的闭环管控。新疆合盛硅业首创的“水电硅联产”模式,使单位碳排放量降低63%。水电、光伏等绿色电力成为工业硅生产的关键能源,对产品价格形成显著影响。
新能源汽车领域有机硅材料需求持续提升。2025年我国新能源乘用车产量预计达1600万辆,动力电池灌封、导热、绝缘三大核心组件的国产化率将从2023年的45%提升至62%。人形机器人与柔性电子领域拓展了广阔的应用场景。小鹏IRON、特斯拉Optimus已采用高回弹加成型硅胶皮肤,预计2026年全球机器人用硅胶需求将大幅增长;石墨烯/有机硅杂化电极材料为可穿戴设备提供了“可洗可弯”的封装解决方案;有机硅皮革作为新型材料逐渐兴起,凭借独特的材质特性,在多个领域展现出替代潜力。2025年是有机硅产业由“量变”向“质变”跨越的关键拐点:基础材料领域竞争激烈,大型有机硅企业一体化程度提升,技术突破推动材料性能进入新阶段,绿色循环模式促使行业摆脱“高能耗、高排放”的传统标签,新能源、氢能、人形机器人等新兴应用场景将有机硅推向功能材料的核心舞台。未来5年,我国有望依托全产业链优势及持续创新能力,在全球有机硅价值链中实现从“跟随者”向“引领者”的战略跃升。
7.涂料技术及产业
涂料涂覆在物体表面形成一层涂膜,起到保护、装饰和赋予某些特殊功能的作用。我国是制造业大国,几乎所有制成品均需要使用涂料涂覆,关联下游应用如建筑、乘用车、轨道交通、船舶、海工、集装箱、工程机械、道路桥梁、电子电器、风电光伏和储能、五金家电、家具等诸多行业。中国涂料行业协会副秘书长齐祥昭在2025年中国涂料工业协会信息年会(2025年11月5—7日,辽宁海城)上所作的“我国涂料行业2025前三季度经济运行情况分析及预判的报告”中指出,1—9月份我国涂料行业涂料产量2768.3万吨,主营业务收入2902.5亿元,是世界涂料生产和消费大国。2025年带有“涂料”的题目名称申请的我国专利约为8300余件,其中发明专利约占5600件,实用新型及外观专利约2600余件,表明我国涂料行业新产品研发是十分活跃的。
中国汽车工业协会公布的数据显示2025年1—11月我国汽车产销量车达3100万辆,目前汽车原厂涂料供应方面仍以外资企业为主。近年来,由于国产新能源汽车的快速发展,使我国涂料企业获得验证机会大大增加,为汽车原厂漆所配套涂料技术及产品也得到发展迅速,如中山大桥化工集团有限公司、重庆华辉涂料有限公司等企业产品已经配套多家主流车厂。
我国远洋造船业手持订单量约占世界总量的65%,需要使用防腐涂料、防污涂料和防滑涂料涂装,目前外资涂料企业仍处于头部地位。近年,我国自主品牌船舶涂料企业也快速发展起来,具有一定规模和技术实力的企业,如浙江鱼童新材料股份有限公司、厦门双瑞涂料有限公司、海洋化工研究院有限公司等,产品涵盖船舶防腐、防污和防滑等,产品性能基本能够满足涂装的使用需求,在全球技术服务、企业数据积累、品牌认知度方面还有差距。
在海工涂料方面:我国是海工装备制造大国,占世界总量的55%,集装箱产量占世界产量的96%。海工、岸基装备和集装箱涂料正在朝着低挥发性有机物(VOCs)和低海洋环境影响性方向发展。经历了水性化、粉末化发展的探索,目前正在往低黏度无溶剂方向发展。江苏德威涂料有限公司等联合国内高校院所在这方面做了大量的创新性工作,在低黏度无溶剂环氧树脂防腐涂料应用于集装箱方面具有技术优势。
中海油常州涂料化工研究院有限公司研发的风电防覆冰涂料新产品,在2个风电场完成实地挂片与部件试涂装,验证了其在真实环境下的防护效能,正加快推动产品的批量化应用进程。
针对锂离子电池用聚烯烃隔膜(PE、PP)耐温性(100~130℃)及其陶瓷涂覆隔膜耐温性(150~170℃)不足的问题,北京宇程科技有限公司联合北京化工大学,历经10余年攻关,发明了水性聚酰亚胺(PI)涂覆材料制备技术及其在聚烯烃电池隔膜上的涂覆技术,具有低成本-水性无污染-耐高温三位一体的技术特点。目前,产品已通过头部锂离子电池企业的验证和供货,正在江苏宜兴建设工业化生产线。基于该技术开发的PI涂覆隔膜电池产品,具有高强、轻薄、高耐温(约300℃)、高热尺寸稳定、高浸润和高耐压的特性,可显著提升电池的安全、大功率充放电循环寿命。
天津金九强新材料有限公司联合北京化工大学进行了聚醚型超支化环氧树脂中试研究,部分型号产品完成了千吨级中试实验,产品兼具有低黏度、高韧性和高阻隔性能,为低黏超韧无溶剂环氧树脂涂料的制备提供了专用树脂。
特种涂料方面;针对硅基光伏玻璃板应用的特种涂料,涂敷在光伏玻璃板上,可提高光伏玻璃的透光率、自清洁抗污性,提高发电效率5%以上。兼具防霉杀毒抗菌一体化的长效水性本征型涂料技术、具有动态键的自修复水性涂料制备技术,厚浆型隔热保温涂料制备技术、高耐候改性聚硅氧烷涂料制备技术、高耐候氟碳涂料制备技术等也得到快速发展。
尽管2025年我国涂料科技和产业取得了巨大的进展,但是与世界其他涂料产业领先的国家相比在某些方面仍存在一些差距:如满足深海海工装备应用的耐高温、高韧性、高阻隔性能一体化的环氧树脂合成技术;高端面漆用的高耐候、高保色丙烯酸、聚氨酯、聚硅氧烷等树脂合成技术;高性能环保型防腐颜料;高性能涂料用分散剂、润湿剂等。
8.高性能粘合剂及其技术
胶接技术是现代高端制造行业的关键技术,高性能胶粘剂是重要的化工新材料,胶粘剂产业和科技的发展受到现代产业发展的需求牵引和当前经济形式的双重影响。经过“十四五”期间胶粘剂行业“进口替代”的实施,从总体上来看,国内在电子产品、电池、环保和低碳相关的高性能胶粘剂技术和产品发展势头良好,部分产品也具备了一定的国际竞争力,但部分原料还要依赖进口。胶粘剂产量增长率大于产值增长率,进口额增长率大于进口量的增长率,而出口额增长率却小于出口量的增长率,说明高端胶粘剂还要依赖进口,创新产品少同质化竞争加剧。
胶粘剂受下游产业影响,积极响应“走出去”战略号召,在东南亚、中东等新兴市场建立生产基地,逐步提高国际竞争力,出口量在增长。创新发展与产业升级深度融合,充分发挥科技创新的引领带动作用,目前行业具有80项专精新,12项单项冠军,16个国家企业技术中心,2900项专利。整体上我国胶粘剂企业注重加大科技投入比例,向高性能胶粘剂方向转型,优化成本管理和加强风险管理。目前从科技发展来看,国内无溶剂化方面的技术成熟度不断增加,在水性化、热熔胶、反应型热熔胶、无溶剂聚氨酯复膜胶、单/双组分聚氨酯结构胶、UV热熔丙烯酸酯压敏胶等方面的工程化技术业处于快速增长阶段,极具市场前景。
随着信息化的高速发展,国内电子产品、电动机车等领域需求旺盛,提出了许多新的课题,也有所突破,预计经过产品考核和评价,未来会有较大的发展。但是对于一些高性能要求胶粘粘剂,如显示模组光学胶(OCA)、耐高温高导热低介电细菌生物被(BF)膜、低应力高功率芯片封装胶、低模印等一些特殊领域用的产品,在工艺适用性、电性能、耐温性和可靠性等方面,技术上与国外还有较大差距,在较长的时期内仍将是国内科技攻关重点,也会是未来充满挑战和竞争较为激烈的领域。由于上下游配合度要求高,导入周期长,产品换代速度快,技术难度大,目前国内企业还难以胜任,短期内还难以突破关键技术风险。国内尽管在政策引导方面做了许多工作,但是如何通过相互协作提高国内高性能胶粘剂科技发展,仍是需要思考的问题。
9.先进复合材料及其技术进展
2025年,在全球产业升级与“双碳”目标推动下,高性能复合材料作为先进装备制造业的重要基础,在航空航天、风力发电、轨道交通等领域应用更加广泛。在全球能源转型加速推进的背景下,复合材料凭借轻质高强、耐腐蚀、可设计性强等核心优势,已成为新能源装备升级的关键支撑材料。2025年全球先进复合材料市场规模预计达1200亿美元。政策上,美国《先进制造国家战略》、欧盟“地平线欧洲”计划及中国新材料产业规划均加大扶持力度,推动技术研发与产业化。“十五五”时期中国新材料产业发展的初步规划提出,在高性能碳纤维复合材料方面,应用于飞行器机翼、机身等主承力结构件,拉伸强度提高20%,密度降低 10%,在保障结构强度的同时,实现航空航天结构的轻量化,提升飞行器的性能与燃油效率。据中商产业研究院数据,2025年中国能源领域复合材料市场规模预计突破1800亿元,年复合增长率达12.5%,低空经济领域中小型无人机复合材料占比超90%;风电领域碳纤维拉挤板材使叶片长度突破140m,单机发电效率提升30%以上。同时,AI驱动的数字孪生技术应用于拉挤成型工艺,让生产效率提升40%,能耗降低25%。中国建材集团研发的快速固化预浸料生产线,将风电叶片生产周期缩短30%,单兆瓦复合材料成本下降18%,推动120m级超长叶片实现量产。其中风电叶片、光伏支架及储能设备三大场景占据65%市场份额,成为产业增长核心引擎。
人形机器人产业成为复合材料技术应用的核心赛场,其中聚醚醚酮(PEEK)碳纤维(CF)复合材料凭借卓越性能成为突破传统金属材料局限的关键。CF/PEEK复合材料在关键部件上的应用成效显著,能使谐波减速器的承载能力与疲劳寿命较传统金属基材料提升30%以上,为机器人高频运行提供了可靠保障。采用NAPO PEEK材料制造的关节部件,在复杂运动模式下磨损率大幅降低,使用寿命延长30%以上;其研发的热塑预浸带技术更给机器人外壳设计带来革命性突破,在实现25%重量减轻的同时,兼顾出色外观质感与高温稳定性。特斯拉Optimus Gen-2机器人通过采用CF增强PEEK复合材料,实现减重10kg,行走速度同步提升30%。
国际上,波音NMA、空客A321XLR后续机型的复合材料用量已超结构质量的55%,自动化铺丝技术的应用大幅提升生产效率。美国GE航空实现SiC/SiC陶瓷基复合材料涡轮叶片的工程化验证,服役温度超1300℃,为航空发动机减重20%~30%;新能源领域,欧美企业主导的PEEK/CF连续纤维热塑性复合材料实现产业化突破,其循环生产时间较热固性体系缩短60%。绿色制造领域,低温热处理技术可保留废弃复合材料80%以上力学性能,欧洲建成的工业级风电叶片回收工厂,通过化学解聚实现玻璃纤维与树脂高效分离。
国内方面,核心突破集中在国产化替代与应用场景拓展。如碳纤维领域,中复神鹰、吉林化纤等企业推动T700级碳纤维自给率超90%,T800级实现工程化应用,T1100碳纤维已完成中试验证,打破了国外对高端碳纤维的垄断。国内在自动铺放、热压罐成型、液压成型等先进复合材料成型工艺装备领域持续发力,关键装备的国产化率显著提高。以自动铺放为例,由航天科工、中国商飞等单位自主研制的多型号自动铺丝、铺带设备已应用于C919、歼-20等重点型号飞机用复合材料的生产中,最大铺带宽度可达300mm,铺带速度超过30m/min,综合性能达到国际先进水平。
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