破垄断！让“金字塔顶端材料”扎根中国

健康生活 2025年08月25日 18:28 1 admin

聚酰亚胺（PI）材料被誉为“二十一世纪最有希望的工程塑料之一”，凭借优异的耐辐照、耐腐蚀、耐高低温性能，以及卓越的化学稳定性、力学性能和介电性能，稳居高性能聚合物材料金字塔顶端。作为“十四五”国家战略性新材料，PI是航空航天、电子电气、新能源汽车、国防军工等尖端领域不可或缺的关键基础材料，与碳纤维、芳纶纤维并称为制约我国高技术产业发展的三大“卡脖子”高分子材料。

本期《隐形冠军》将走进浙江中科玖源新材料有限公司（以下简称“中科玖源”），共同探寻这家成立仅六年的国家高新技术企业、浙江省“专精特新”中小企业，如何以自主研发的PI薄膜与浆料技术，打破国外长期垄断，实现从新能源车驱动电机绝缘材料到低空飞行器电池模组的国产替代？

国产替代：聚酰亚胺的破垄断之路

当下，全球汽车产业正以迅猛之势向绿色化、智能化转型，新能源汽车成为这场变革浪潮中的重要力量。截至2024年底，我国新能源汽车保有量已达3140万辆，占汽车总量的8.90%。作为新能源汽车的核心动力源，动力电池备受行业关注。在锂电池的内部结构中，有一个部件虽然轻薄，却承担着保障电池安全的关键使命，它就是隔膜。这层看似普通的薄膜，肩负着两项重要职责：它既要像卫士般隔离正负极以防短路，又要为锂离子搭建自由穿梭的通道以保障电荷传导，其性能直接决定电池的安全与寿命。

随着科技的飞速发展和市场需求的不断攀升，传统的聚烯烃隔膜逐渐暴露出自身的局限性。当电池在工作过程中温度升高时，这类隔膜的热稳定性欠佳，其内部孔隙结构也不够均匀，在高温环境下极易出现收缩变形的情况。一旦发生这种状况，电池内部正负极之间就可能失去有效的隔离，进而引发短路，严重时甚至会触发热失控现象。而热失控，正是导致电动汽车起火事故的主要原因之一，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。

聚酰亚胺材料的出现为行业打开了一扇安全之门。“聚酰亚胺浆料因其优异的耐高温和耐电压性能，能够有效延缓锂电池电芯从热失控到起火的过程，”浙江中科玖源新材料有限公司总经理许辉解释道。这家年轻的企业，正凭借自主研发的新能源车驱动电机绝缘材料产品及电池隔膜类产品，打破国外在高性能PI材料领域的长期垄断，其用于锂电池散热模块的PI浆料，拥有出色的绝缘阻燃作用。

作为先进复合材料基体，PI是特种工程塑料中耐热性的佼佼者，可在-269℃至400℃的极端温度下长期稳定工作，同时在加工、机械、绝缘、阻燃、耐化学腐蚀等性能上表现优异。在锂电池领域，聚酰亚胺的诸多优良特性使其成为提升电池安全性的理想选择。其出色的热稳定性，能够有效应对电池在充放电过程中产生的高温，避免因温度升高导致的隔膜变形问题，从而降低电池短路和热失控的风险。良好的化学稳定性，则确保了隔膜在复杂的电池化学环境中能够稳定工作，不会与电池内部的电解液等物质发生化学反应，保障了电池的长期可靠性。此外，聚酰亚胺的高强度特性也有助于提高隔膜的机械性能，使其在受到外力冲击时，依然能够保持结构完整，继续发挥隔离正负极的作用。

然而，将聚酰亚胺转化为满足电池严苛要求的高性能隔膜，技术门槛极高。我国长期依赖进口，自主生产能力薄弱，美日韩企业在高性能电子级PI薄膜市场上占据着全球80%以上份额。

造成我国聚酰亚胺产业链中游和上游发展相对滞后的原因，主要在于PI产业链的各个环节之间需要紧密协作、深度融合。从单体的研发生产，到浆料的制备，再到薄膜的成型以及终端产品的制造，每一个环节都需要上下游企业和科研机构共同投入大量的时间、资金和人力进行研发、试验和磨合。整个过程不仅周期漫长，通常需要数年甚至更长时间，而且投入巨大，涉及到先进设备的购置、高端人才的培养以及大量的研发经费支出。同时，由于技术难度高、不确定性大，还伴随着较高的风险，一旦某个环节出现问题，就可能导致整个项目的延误甚至失败。这使得终端用户早期更倾向于选择技术成熟的日韩产品，虽保障了质量却付出高昂成本，也制约了我国相关产业的竞争力。因此，实现聚酰亚胺产业国产化，降低对进口产品的依赖，成为亟待突破的关键课题。

“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。”中科玖源一语道出了聚酰亚胺材料的战略价值。而在这片被海外长期封锁的领域，这家成立仅六年的中国企业“从0到1”攻克了多个技术难题，自2019年创立以来，专注于聚酰亚胺材料的产业化，已成长为国内柔性显示、柔性电子用高性能聚酰亚胺材料的领航者。现已申请发明专利180多件，其中已授权发明专利85件，重新定义了聚酰亚胺材料的应用可能。

中科玖源的核心产品涵盖PI薄膜与PI浆料两大板块。其生产的聚酰亚胺薄膜具有稳定优异的物理、化学、电学和力学性能，能在零下200℃的低温和600℃的高温下连续稳定工作。企业已掌握PI薄膜和浆料生产的核心技术，实现了基础研究、中试工艺、设备自动化的全面国产化，成功打破国外在核心材料上的垄断封锁。其聚酰亚胺绝缘漆成为国内首个实现量产的产品，新能源汽车用电池水系硅碳负极PI浆料粘结剂更是全球首创，实现了对国外技术的“反卡脖子”。

破釜沉舟：一场押上全部的“技术豪赌”

在当今时代，科技创新以雷霆万钧之势推动着社会进步与经济的转型升级。每一项从0到1的重大技术突破，都宛如在荒芜之地开辟出一条通衢大道，其过程艰难曲折。“投身科研，需耐得住寂寞，许多技术的创新与突破，需要一代又一代人接续奋斗。”85后的许辉，在新材料领域已深耕10余载，全年无休、加班加点对他而言早已成为工作的常态。在许辉心中，在确保成本可控的前提下攻克卡脖子难题，推动行业进步，助力实现科技强国梦，是他们这一代人义不容辞的使命。

“当年，聚酰亚胺薄膜价格昂贵，堪称‘黄金膜’，其价格几乎与黄金等同。”而令人遗憾的是，掌握其最新生产科技的是美国，中国高端聚酰亚胺材料的进口依赖度超过90%。

2019年，怀揣着对行业的热忱与使命感，许辉押上全部积蓄创立中科玖源。“我们想做的不是替代，而是超越。”面对为何投身这场硬仗的追问，他的回答带着科研人特有的执拗，“就像爱因斯坦说的，科学家探索科学要有发自内心的热情。我对这个行业的热爱，让我别无选择。”此时的他或许未曾料到，这场豪赌即将遭遇生死考验。

2022年，随着国外疫情管控的全面放开，全球消费电子产品的需求急剧萎缩，此前由于大量企业涌入，供大于求，市场过度饱和、难以盈利；资金短缺致使产品从实验室到生产线的转化进程缓慢，无法达到量产标准，量产良率极低；在市场战略方面，作为国内较早涉足该领域的企业，因资金问题进展滞后，竞争对手却提前完成量产，中科玖源在柔性显示领域陷入了“起个大早，赶个晚集”的尴尬境地。

“在竞争的第一个回合就失了先手，这是很致命的。”许辉清醒地意识到，中科玖源正面临生死存亡的考验。绝境中，许辉作出破釜沉舟的抉择，用技术积累撬动增量市场。“我们确立了‘为未来创新材料’的理念，专注研发市场必然需要但尚未成熟的产品。”此时，新能源汽车产业的爆发为中科玖源带来了新的转机。

一家国内头部车企找到中科玖源，提出攻克400V电机用PI绝缘漆的“卡脖子”难题，这种应用于高压扁线电机的核心材料，需同时满足耐电晕、耐高温、高绝缘等严苛性能。

新能源汽车市场，作为PI下游应用的新兴增量市场，具有巨大的发展潜力。而PI材料在新能源汽车领域的应用，当时国内企业还处于摸索阶段。“国际上只有一家企业能做，国内还是空白”，绝处逢生，许辉自然不会放过任何一丝机会。

浙江中科玖源新材料有限公司副总经理曹河文告诉我们，“新能源汽车若要实现更快充电，需采用扁线并提高电压，这对高压驱动电机的绝缘性能、耐热性、耐电晕性等提出了更高要求，早期绝缘漆已无法满足，只能依靠PI材料。”所有人都觉得新能源汽车400v电机上用的PI（聚酰亚胺）绝缘漆研发，会是一场持久战，中科玖源却给出了一份不一样的答卷。

曹河文浙江中科玖源新材料有限公司副总经理

“从接到客户需求到成功研发并量产出产品，我们只用了两个月的时间。”随后，中科玖源乘胜追击，又成功研发出了800V的PI绝缘漆，再次走在了行业前列，成为国内唯一一家取得该客户绝缘漆产品VendorCode的厂商。目前，中科玖源已与该主机厂签署排他性供货协议，并实现吨批量出货。

应用拓展：在折叠屏与飞行器上写未来

在核心技术自主化、关键材料国产化的大潮中，中国PI产业正迎来前所未有的机遇期。数据显示，2024年全球聚酰亚胺市场规模预计为54.6亿美元，预计到2029年将达到76亿美元，预计2024年—2029年复合年增长率为6.84%。这一稳步增长的态势背后，是下游产业对高性能材料需求的持续释放。

在新能源汽车的驱动电机深处，在折叠屏手机精密的显示层间，在低空飞行器强劲的电池核心内，中科玖源正凭借聚酰亚胺（PI）悄然重塑未来工业的边界。

走进中科玖源的浆料车间，生产线有序运转。中科玖源核心产品之一的水系硅碳负极PI浆料粘结剂正从这里产出。“全球多数同行还在研发送样阶段，我们已开始为国内头部手机品牌稳定供货。”曹河文告诉我们，“硅碳负极是提升电池能量密度的最优材料之一，硅含量越高，能量密度越大，但硅在工作时会膨胀，传统粘结剂要么过软要么易碎。我们在PI材料中引入碱分子结构，突破水溶性PI技术，制得的碳负极水系PI粘结剂，大大提高了粘结、缓冲和包覆能力，相比传统PAA粘结剂，硅碳负极膨胀率下降60%，电池循寿命提升50%。”

“提升电池续航能力，不仅是技术进步的刻度，更重塑着交通能源的格局。”许辉强调。在新能源汽车领域，该粘结剂应用于锂电池负极，降低了膨胀、碎裂的可能性，助力车辆实现更长的行驶里程与更稳定的电池安全；而在低空经济成为热门的当下，提升轻量化电池性能和安全性至关重要，硅碳负极PI浆料粘结剂为低空飞行器“减负增程”提供了有力支撑。

而中科玖源的产品矩阵远不止于此——柔性AMOLED基板用PI浆料、高性能双向拉伸PI薄膜（BOPI，具备优异力学与绝缘性能）、无色透明PI薄膜（CPI，应用于折叠屏覆盖层）、驱动电机专用PI绝缘漆、锂电池正负极粘接剂等，共同构筑起覆盖尖端显示与新能源的护城河。

从实验室到量产线，中科玖源有一套独特的创新法则。践行“为未来创新材料”理念绝非闭门造车。在产品先期策划阶段，中科玖源会深入市场调研，梳理和分析市场上潜在的产品需求，协同研发、生产部门精准定位方向，同时引入第三方视角，确保技术攻关始终对准市场靶心。这种以市场为导向的研发模式，让中科玖源总能率先抵达“下一个山顶”。

然而攀登科技高峰从无坦途。许辉指着头上的白发笑着说：“你能想象一个人在实验室里，不眠不休三四天吗？”这样的场景对他而言是常态。中科玖源汇聚了化学化工、高分子、电子线路等多个领域的资深技术人员，而“不怕苦”是许辉对团队的唯一要求。“国内高端PI膜领域仍有代差，容不得半分懈怠，”许辉的紧迫感溢于言表，“作为一名科创型企业家，不赚钱也要拼命做。”

正是这种破釜沉舟的坚持，催生了多项从0到1的跃迁。应用于中高端新能源汽车锂电池的PI基负极粘接层，显著抑制膨胀碎裂，成为国内量产先锋；用于消费电子的创新PI锂电隔膜，将耐温极限从普通材料的100℃推升至300℃乃至600℃，极大规避快充爆炸风险；在低空飞行器领域，团队也实现了高压电机能源转化的关键突破。2024年中科玖源入选福布斯中国投资价值初创企业100评选。

在许辉眼中，聚酰亚胺是工业体系“沉默的基石”，而中科玖源的核心竞争力，正是“对材料未来需求的精准预判”与“将科学转化为技术的硬核执行力”。他将新质生产力的内核定义为“突破从0到1的桎梏”，“打造人无我有、人有我优的产品，催生新产业、新模式、新动能，走出高科技、高效能、高质量之路。”许辉深知，这远非一人或一代之功：“它需要无数探索者前赴后继，才能铺就可持续发展的长路。”

真正的信心，从来都不来自于复刻中心，而是敢于在边缘地带，种下一颗创新的种子。一个企业的终极竞争力，是让不可见成为不可或缺。