未来汽车将至，材料革命改写行业版图

从**代镍氢电池和锰酸锂电池，第二代磷酸铁锂电池，到目前广为采用的第三代三元电池，电池续航能力似乎一直无法突破电池材料天然的天花板。

有材料显示，现有体系的锂离子电池能量密度基本上很难突破300Wh/kg，很难满足未来动力电池的需求。在国家发展新能源车的规划中，2020年，单体电池能量密度要达到350Wh/kg，2030年则要达到500Wh/kg的水平，这意味着电动车续航里程将比现在翻一番。

需求将变革的可能性延伸到了更加源头的化工产业。

“当前新能源车用锂电池能量密度受关键正负极材料影响很大。当前更加可行的方案是，选择突破性的正负极材料以大幅增加能量密度。”

　　—— 赢创工业集团全球汽车团队负责人朱骏表示

赢创对此提出的解决方案是用纳米尺寸的纯硅粉产品添加到新型负极材料，极大提高了负极材料的能量密度。纯硅负极的理论能量密度可达到石墨材料的10倍，高达4200mAh/g。

此前公开资料显示，特斯拉的Model 3中就采用硅碳负极作为动力电池新材料，使电池容量达到了至少550mAh/g。此外，赢创的纳米结构氧化铝用于锂电池隔膜涂覆，由于其极佳的耐热性，可以有效提高电池的安全性能。

而在全球范围内，更多的新材料电池在全球的实验室中酝酿。新一轮车用电池创新之战大幕又启。

福特汽车创始人亨利•福特曾说，任何多余的重量对汽车都是致命伤。

在越来越急迫的续航里程提升需求下，轻量化思维成为当代主流。有数据统计，纯电动汽车整车重量降低10kg，其续航里程可增加2.5km。

中国工程学会轻量化技术创新战略联盟委员会主任陈一龙认为，汽车轻量化中，新材料新技术占比达到41%，材料的革新性选择决定了谁的起跑线天生靠前。

朱骏表示，汽车通常会通过改善动力系统、降低轮阻、轻量化、流线型设计来降低能耗，而其中，在动力系统、车体造型都与轻量化息息相关。未来的汽车轻量化，将在材料提供的想象力上，实现所有结构的轻量化设计。

赢创提供了一套完整的金属替代方案。例如，名为ROHACELL®的硬质泡沫可以与碳纤维蒙皮结合形成三明治结构，具有轻质高刚的特性，是汽车结构件以及机仓盖、车门、车顶等车身覆盖件采用复合材料夹层结构的理想泡沫芯材。新规格ROHACELL® HERO还兼具了高抗冲击性，遇撞击可缓冲变形吸收能量，在三明治结构外层表面形成凹坑，以便对内部纤维状况进行检测。这样既有效避免撞击损伤无法探测而造成的风险，又起到降噪减少NVH（噪音、振动和声振粗糙度）的作用。

除车身外，赢创仍在探索利用高性能聚合物替代车内锚固件、链条、齿轮等金属件的轻量化途径。其研发的高润滑度、耐磨度聚合物VESTAKEEP®聚醚醚酮已被用于车身底部万向链条、变速器零部件、增压系统等方面。稳定性和耐磨性极高的VESTAMID®聚酰胺12则在转向角传感器齿轮传动机构中发挥了耐化耐高温、减噪减震等远胜于金属件的效果。

“如果用这些新材料将整辆汽车的玻璃和可替代金属件进行优化，未来汽车可至少减重40%，”朱骏表示。

在智能汽车这个更宏大的时间线上，续航里程的难点攻关不过是一个小小节点。

2017年12月，工信部发布《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》，指出到2020年，将建立起支持车辆智能计算平台体系架构、车载智能芯片、自动驾驶操作系统、车辆智能算法等关键技术、产品研发，构建软件、硬件、算法一体化的车辆智能化平台。

这意味着，以新能源为契机，在新材料的加持下，中国期望通过汽车智能化实现真正的汽车产业“弯道超车”。

新材料产业的发展将成为支撑这一趋势的基础设施。

如在通讯互联方面，赢创用于打造车身的ROHACELL®硬质泡沫,和透明、防晒、可替代汽车玻璃的PLEXIGLAS®宝克力®材料，相比起当前广泛使用的金属与玻璃材质而言，均具备信号的完全可透性。

而当前主要用于智能家居的透明尼龙TROGAMID®则可以进行传感器植入，并通过3D打印完成特殊功能性部件的制造。

这些新的材料在汽车工业中的应用将使未来5G信号得以存在，为真正的智能化城市交通服务，汽车也将真正成为万物万联时代的全新入口。

不难看出，时代大潮中，落在中国汽车制造业眼前的机会，异彩纷呈却也步步紧迫。但就未来而言，如果说电动是汽车能源的一种解决方案，那么轻量化则是时代的主题。

在这一指向下，由化学工业研发所不断孵化的新型尖端制材，将成为大大助力能源创新、智能科技、设计工艺等蓬勃发展的基础与灵感来源，为汽车行业的未来演绎出无限的可能。