热点关注·CAGR 高达 45.25%！复合材料电池壳引燃电动汽车发展“新引擎”

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复合材料电池壳最新数据

根据 QYR（恒州博智）的统计及预测，2023 年全球电动汽车复合材料电池壳市场销售额达到了 154.24 百万美元。预计到 2030 年将达到 2,058.84 百万美元，年复合增长率（CAGR）高达 45.25%（2024 - 2030）。这一数据充分显示了该市场在未来几年内具有巨大的发展潜力和广阔的发展空间。

中国市场在过去几年变化较快，2023 年市场规模为 57.67 百万美元，约占全球的 37.39%。随着中国新能源汽车产业的蓬勃发展以及政府对新能源汽车的大力支持，预计 2030 年中国市场将达到 968.64 百万美元，届时全球占比将达到 47.05%。中国市场的快速发展不仅为国内企业带来了巨大的机遇，也吸引了全球众多厂商的关注，使其成为了全球复合材料电池壳市场的重要增长极。

从产品类型及技术方面来看，片状模塑料电池壳是目前电动汽车复合材料电池壳的主流。2023 年该细分市场规模为 77.73 百万美元，约占全球的 50.40%。预计 2030 年将达到 1,019.02 百万美元，届时全球占比将达到 49.49%。片状模塑料具有良好的成型性、强度和耐腐蚀性能，能够满足电动汽车电池壳的各种要求，因此在市场上占据了较大的份额。

从产品市场应用情况来看，乘用车是目前电动汽车复合材料电池壳的主要应用市场。2023 年该细分市场规模为 127.58 百万美元，约占全球的 82.72%。预计 2030 年将达到 1,745.81 百万美元，届时全球占比将达到 84.80%。随着乘用车市场对电动汽车的需求不断增加，以及消费者对电动汽车性能和安全性的要求日益提高，复合材料电池壳在乘用车领域的应用将得到进一步的拓展和深化。

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主要厂商竞争格局

目前全球主要厂商包括 SGL Carbon、Teijin Automotive Technologies、Hanwha Advanced Materials、STS Group、中科天星科技、Kautex、海源复合材料和 TRB Lightweight Structures 等。

2023 年前五大厂商份额占比达到了 73.44%，这表明市场集中度较高，少数几家大型厂商在市场中占据了主导地位。然而，随着市场的不断发展和扩大，预计未来几年行业竞争将更加激烈，尤其在中国市场。

各厂商将在技术研发、产品质量、成本控制、市场推广等方面展开激烈的竞争，以争夺更大的市场份额和更高的利润空间。同时，新的厂商也可能会进入市场，加剧市场竞争的激烈程度。

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电池壳体的保护作用

电池是电动汽车最重要的核心部件之一，无论是面对高温、涉水乃至撞击，保护电池的安全都不可忽视。要保护电池的安全，电池的外壳是重中之重。国内地区部分生产企业创新的电池壳体成了保障安全的一大利器！由于电池是电动汽车的核心关键部件，电动汽车研究工作者已经把注意力集中在电动车的电池，并且寻找理想的材料来保护电池。

电池壳体是电动车的必要组成部分，容纳高压电池、电子元件、传感器和连接器，帮助保护车辆的整体结构和安全，使关键部件免受潜在的外力冲击、受热和渗水的影响。

纯电动车的电池壳体都比较大，一般长有两米左右，宽一米四左右。这么大的产品要保证防水气密性在技术上是非常有挑战的。一方面在产品设计和制造工艺上国内有的公司采用可以防漏的各种技术，另一方面每一个电池盒产品下线前都要通过严格的气密性检测。

同时，电池外壳的主要任务是保护电池模块。它们是驱动系统和结构元件之间的接口，因此是电动汽车中最重要的组件之一。为了确保有效的保护，它必须足够稳定，以在发生事故时保护电池模块不受损坏。内置的冷却系统还可以防止电池模块过热。最后，尽管受到环境影响，电池外壳必须具有极强的抗腐蚀能力，才能保护电池可以正常使用多年。

值得一提的是：由于电动汽车充电过程时间较短，电流强度大，使用频率高，所以在保证良好的绝缘性同时还要求电池外壳材料具有一定的耐高温、耐老化性能，并且在燃烧时具有无卤阻燃和低烟密度。

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复合材料在电池壳领域的应用优势

一般认为纯电动汽车重量降低10％，续航里程便可增加约6％。新能源汽车“三电”系统约占整车整备质量的1/4左右，有数据显示，在传统汽车基础上设计的新能源汽车比传统燃油车质量会增加15%以上，所以轻量化是新能源汽车比传统汽车更需要的课题。

在动力电池系统中，电池壳占系统总重量约 20-30%，是主要结构件，显著影响其电耗、动力性、制动性能、被动安全性、一次充电续航里程等，因此新能源汽车电池壳的轻量化显得更为重要。

相较于金属组件，大面积复合材料外壳既能够缩短循环时间，还有助于减轻车辆重量，从而可以使电动汽车（EVs）的续航里程增加。

碳纤维复合材料的特性与优势

减轻重量：碳纤维复合材料具有极高的比强度和比模量，其密度远低于传统金属材料，如铝、钢等。如果电池外壳由 100% 的复合材料而不是铝制成，则车体重量最多可减轻 40%。

隔热性：复合材料除了材质较轻的特质外，还具有良好的隔热保温特性，在防止传热方面有着很好的效果，避免了对单独隔热系统的需求，这进一步减轻了车体重量，有助于精简供应链和价值链。而对于金属电池封装外壳，需要在材料周围加装隔热保温系统，以保持电池的工作温度。

噪音、振动和声振粗糙度：相对于金属材料而言，复合材料具有固有的阻尼特性，其噪声、振动和声振粗糙度（NVH）较小。这不仅对于电池封装外壳，对于其它车辆部件而言也是如此，意味着在驾驶体验方面，使用复合材料的车辆可能更加豪华舒适。

安全性：复合材料的强度和刚度特性超过了铝或钢，从而能够提供更好的碰撞安全性。从更大的车身来看，复合材料电池外壳可以设计为车身结构的一部分，不仅可以保护电池，还可以保护车辆中的乘客。这种结合将需要电池封装外壳供应商和底盘设计者之间的密切合作，但对于提高车辆安全性而言，的确是切实可行的。

除了碳纤维复合材料外，其他复合材料如玻璃纤维增强复合材料、片状模塑料（SMC）等也在电池壳领域得到了广泛的应用。玻璃纤维增强复合材料具有较高的强度和刚度，同时成本相对较低，适用于一些对成本敏感的应用场景。片状模塑料则具有良好的成型性和可设计性，能够满足复杂形状电池壳的制造要求，并且具有较好的耐腐蚀性能和绝缘性能。

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近年推出的复合材料电池解决方案

帝人集团旗下大陆结构塑料公司（CSP）推出了几种新的先进复合材料配方，这些配方在可燃性、热失控和 VOC 排放方面满足最严格的电动汽车电池外壳性能标准，同时提供片状模塑料（SMC）的设计灵活性。这些新型复合材料包括低 VOC 配方、ATH 填充系统、膨胀系统和酚醛系统。

2021 年 5 月，碳纤维制造商东丽工业宣布开发出一种高导热技术将碳纤维增强塑料（CFRP）的散热性能提升至金属的散热性能。将此技术应用于 CFRP 可通过材料内部的热传导路径有效地从其来源散发热量。这有助于抑制移动应用中的电池退化，同时提高电子设备应用中的性能。

弗劳恩霍夫 LBF开发出一种用于电池电动汽车的低成本轻质电池壳，与铝电池壳相比，可减轻 40% 的质量。虽然该部件使用了纤维增强复合材料，但其成本却较低，这是因为使用了一种特别开发的高效生产工艺，同时采用了应力等效结构设计。该团队利用他们在该领域的专业知识，采用连续纤维增强热塑性塑料以及结合了高效发泡注射成型与 CFRTP 的创新工艺，生产出一种采用三维夹层设计的轻量化电池壳。

赢创工业集团领导一个合作伙伴联盟，使用玻璃纤维增强的环氧树脂片状模塑料（SMC）为电动汽车解决方案开发了一个更轻、更经济的高压电池外壳概念。该整体电池系统概念旨在为汽车行业提供一个更安全、更节能的金属或价格更高的碳纤维增强塑料（CFRP）的替代品。

巴斯夫和一级供应商 L&L Products为福特 2022 F - 150 Lightning 开发了电池保护解决方案。该团队在不影响强度的情况下减小了电池系统中的横梁尺寸。横梁是设计用于承受高负载的结构部分，可确保电池和乘员在车辆中的安全。CCS 将纤维增强拉挤复合材料载体与高度工程化的密封剂和粘合剂组合成平面轮廓。这个过程产生了用连续纤维和垫子加固的直线或弯曲的复合型材。

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复合材料在电池壳领域的展望

复合材料在电池壳领域的应用具有显著的优势和广阔的发展前景。片状模塑料电池壳作为主流产品，在电动汽车市场中占据重要地位，乘用车市场则是其主要的应用领域。全球主要厂商在市场中竞争激烈，未来行业竞争将更加白热化，尤其在中国市场。

市场规模持续增长

随着全球电动汽车市场的不断扩大以及对电池壳性能要求的不断提高，复合材料电池壳的市场需求将持续增长。根据国际能源署（IEA）发布的《2024年全球电动汽车展望》报告，全球电动汽车市场正迎来强劲增长。2023年，全球电动汽车销量接近1400万辆，占比达18%，相比2022年的14%有了显著提升。随着新能源汽车产业的快速发展和政策的大力支持，复合材料电池壳的市场前景将更加广阔。

技术创新推动产品性能提升

为了满足电动汽车对电池壳更高的性能要求，如更高的强度、更好的隔热性、更低的噪音和振动等，未来将不断涌现出各种新的复合材料技术和制造工艺。例如，通过改进复合材料的配方、优化纤维增强结构、开发新型的成型工艺等，来提高复合材料电池壳的性能和质量。同时，随着智能化技术的发展，未来的复合材料电池壳可能还会集成更多的智能功能，如传感器、监测系统等，以实现对电池状态的实时监测和预警。

应用领域不断拓展

除了在电动汽车领域的广泛应用外，复合材料电池壳在其他领域也具有广阔的应用前景。例如，在电动自行车、电动摩托车、储能设备等领域，复合材料电池壳也将逐渐得到应用。随着复合材料技术的不断发展和成本的不断降低，其应用领域将不断拓展，为更多的行业和领域提供高性能的电池壳解决方案。

行业竞争促使产业升级

随着市场竞争的日益激烈，各厂商将不断加大技术研发投入，提高产品质量和性能，降低成本，以在市场竞争中占据优势地位。同时，新的厂商也可能会进入市场，带来新的技术和理念，推动整个行业的技术进步和产业升级。在竞争过程中，一些技术落后、产品质量不稳定的厂商可能会被淘汰，而具有核心技术和竞争优势的厂商将不断发展壮大，行业集中度可能会进一步提高。