![]() EVバッテリー用防火材料2025-2035年:市場、動向、予測Fire Protection Materials for EV Batteries 2025-2035: Markets, Trends, and Forecasts 電気自動車 (EV) の火災安全性は、引き続き重要なトピックです。EV は内燃機関車よりも火災が発生する可能性が低いという事実は、データによって引き続き裏付けられています。しかし、EV は新しい技術とし... もっと見る
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サマリー
電気自動車 (EV) の火災安全性は、引き続き重要なトピックです。EV は内燃機関車よりも火災が発生する可能性が低いという事実は、データによって引き続き裏付けられています。しかし、EV は新しい技術としてより多くの注目を集めており、その上、発生率が非常に低い場合でも、車両の乗員と周囲に重大なリスクをもたらします。効果的な熱管理、品質管理、およびバッテリー管理システムにより、熱暴走が発生するリスクは最小限に抑えられますが、防火材料は、熱暴走の伝播を防ぐか、規制を満たして乗員の安全を確保するのに十分な時間、熱暴走の進行を遅らせる主な方法です。
IDTechEx の電気自動車バッテリー用防火材料に関するレポートでは、バッテリー設計、安全規制の傾向、およびこれらが防火材料に与える影響について分析しています。レポートでは、EV バッテリー パック内で直接および適用されている材料をベンチマークしています。対象材料には、セラミックブランケット/シート(およびその他の不織布)、マイカ、エアロゲル、コーティング(膨張性コーティングなど)、カプセル化剤、カプセル化フォーム、圧縮パッド、相変化材料、ポリマー、およびその他の材料が含まれます。10年間の市場予測は、材料と車両のカテゴリ別に記載されています。
自動車市場は最大のバッテリー需要を提供しますが、バス、トラック、バン、2輪車、3輪車、マイクロカーなどの他の車両セグメントにも材料サプライヤーにとって大きなチャンスがあります。これらの小型車両セクターの一部は、充電されたり、家の中に保管されたりすることが多いため、所有者にとってさらに大きなリスクをもたらします。
バッテリー設計と進化の多様性
EV 市場では、さまざまなセル形式とバッテリー構造が使用されています。2024 年に販売される新しい電気自動車の 60% は角柱型バッテリーセルを使用し、ポーチ型セルは 17%、残りは円筒型を使用します。これらのセル形式はそれぞれ、セル間材料に関して異なるニーズがあり、それが防火材料の採用のトレンドにつながっています。たとえば、円筒型システムでは主にカプセル化フォームが使用されていますが、角柱型システムでは通常、マイカなどのシート形式の材料が使用されます。
多くのメーカーは、モジュールハウジング (およびその他の多数の材料) が取り除かれたセルツーパック設計に移行しており、エネルギー密度が向上しますが、熱暴走の伝播防止がより困難になる可能性があります。これらの設計上の選択はすべて、防火材料の選択と展開に大きな影響を与えるため、IDTechEx のレポートで取り上げられており、材料需要の判断に役立ちます。
EV バッテリーの防火には多くの材料が適用可能です。出典: EV バッテリー用防火材料
防火材料の市場はますます混雑しており、幅広い材料とサプライヤーが存在します。IDTechEx の材料データベースには、72 社のサプライヤーから 150 種類以上の材料が収録されています。これらの材料はそれぞれ、多かれ少なかれ適切な用途があり、レポートでは、熱伝導率、密度、コスト、必要な用途量でのコストの観点から主要なカテゴリがベンチマークされています。
セラミック ブランケットは、セルの上と蓋の下を保護し、パックの外側への火の広がりを遅らせるためによく使用されています。マイカ シートも、セル間の薄い厚さで優れた誘電性能を発揮する人気の高い選択肢ですが、モジュール上部の厚いシートでよく使用されます。エアロゲルは、中国で大きく採用され、市場での進歩が続いていますが、GM、トヨタ、アウディなど、世界中で採用されています。
カプセル化フォームの使用も、軽量の断熱性と構造を提供するために、Tesla などの円筒形セル バッテリー パックで大きく採用されています。ポーチ セルの場合、セルの膨張に対応するために圧縮パッドが一般的であり、複数の材料サプライヤーがこの機能と防火を組み合わせて多機能ソリューションを提供し始めています。
ポリマー サプライヤーは、バッテリー パックの主要コンポーネントに難燃性ポリマー、セル間スペーサー、さらには膨張性ポリマーを提供することに力を入れています。これらは、金属と防火材料を組み合わせた場合よりも軽量で、形状のカスタマイズ性が高く、コストが低くなる可能性があります。
安全規制の進展
中国は、熱暴走に関する特定の規制を早期に導入した国であり、その他の要件の中でも、イベント発生後 5 分間はバッテリー パックから火や煙が出ないようにする必要があることを多くの人が認識しています。
規制は一般的に、技術開発の速度に追いつくのに苦労しています。UN ECE 規制は引き続き改訂されており、着実に正式化に近づいています。具体的な目標はまだ流動的ですが、熱暴走の検出が必須となり、その後に車両乗員の「脱出時間」が求められる可能性が非常に高くなります。5 分間の脱出時間は将来の規制には十分ではない可能性があり、より効果的な熱暴走伝播対策が必要になります。そのため、OEM は将来の規制を先取りし、全体的な安全性を向上させるために、より長い脱出時間を目標にし始めています。ガス管理、浸水の影響、低伝導性冷却剤などの他の要因はすべて、将来的に考慮される可能性があります。ただし、規制は目標を設定する傾向があり、技術に依存しないため、潜在的な材料ソリューションは多種多様になります。
IDTechEx のレポートでは、現在実施されている規制と議論されている規制について説明します。これらは、車両 1 台あたりの防火材料の採用が増えることを示す IDTechEx の市場予測に反映されています。ただし、これは、車両あたりの材料使用量を削減できることが多いバッテリー開発のトレンドと組み合わせる必要があります。バッテリー設計と材料ソリューションの多様性は、複数の市場とサプライヤーに大きなチャンスをもたらします。IDTechEx は、この市場が 2024 年から 2035 年にかけて 15% の CAGR で成長すると予測しています。
主な側面
概要と進化:
熱伝導率、誘電強度、密度などを含む材料分析とトレンド:
10 年間の市場予測と分析:
目次1. EVの熱暴走と火災 1.2. 電池火災と関連リコール(自動車) 1.3. 自動車火災事故: 1.4. 固体電池の安全性に関する結論 1.5. ナトリウムイオンの安全性に関するまとめ 1.6. 規制 1.7. EV用電池設計の意味とは? 1. 8. セルフォーマットの市場シェア 1.9. 重量エネルギー密度とセル/パック比 1.10. セル/パックにおける熱暴走 1.11. 防火材料: 材料比較 1.13. 2024年と2035年の市場シェア 1.14. 密 度と熱伝導率 - 熱絶縁性 1.15. 密度と熱伝導率 - 円筒形セルシステム 1.16. 密度と熱伝導率 - IDTechExのデータベース 1.17. 材料強度(kg/kWh) 1.18. パウチ型セル電池(セル間)における価格比較 1. 20. 角型セル電池(セル間)における価格比較 1.21. 電池(パックレベル)における価格比較 1.22. セルレベルの防火材料予測 2021-2035 (質量) 1. 23. 2021-2035年の防火材料総予測(質量) 1.24. 2021-2035年の防火材料総予測(金額) 1.26. 2021-2035年の車両別防火材料総予測(金額) 2. はじめに 2. 1. 熱暴走の原因と段階 2.3. 規制 3. セル およびパックの設計 3.1. セル・ツー・パック、セル・ツー・シャーシ、および大型セルの形式 4. 防火材料 4.1. はじめに 4.2. 熱暴走の材料試験 4.3. 材料のベンチマーク: 材料のベンチマーク: セラミックスおよびその他の不織布 4.6. マイカ 4.7. エアロゲル 4.8. コーティング 4 .9. 封止材(発泡材を除く) 4.10. 12. テープ 4.14. 防火材としてのポリマー 4.15. その他の防火材 4.16. まとめ 5. 浸漬冷却 5.1: 浸漬冷却流体要件 5.3. 浸漬冷却アーキテクチャ 5.4. プレーヤー: プレーヤー: 流体サプライヤーの比較:密度および熱伝導率 5.7. 液浸液: SWOT 分析 5.9. IDTechEx Outlook 5.10. 防火材料にとって何を意味するか? 6. 防火材料の使用例 6.1. 使用例:自動車 6.2. 使用例:大型車および商用車 6.3. 使用例: バッテリーパック・エンクロージャー 7.1. エンクロージャー材料が防火に及ぼす影響 7.2. バッテリー・エンクロージャー材料と競争 7.3. スチールからアルミニウムへ 7.4. 複合エンクロージャーへ? 7. 5. 複合エンクロージャ EV の例(1) 7.6. 複合エンクロージャ EV の例(2) 7.7. 複合エンクロージャ EV の例(3) 7.8. フェノール樹脂の代替品 7.9. ポリマーはハウジングに適しているか? 7. 10. SABICのプラスチック集約型バッテリーパック 7.11. 金属に取って代わるポリマー 7.12. SABIC バッテリーカバーの革新 7.13. 防火機能を備えた複合材料 7.14. 複合エンクロージャープレーヤーによる防火の例 7.15. 複合部品に防火機能を付加する 7.16. - エンクロージャーカバー用STM 7.18. 複合材料における防火を可能にする 充填材 7.19. Solvay/Syensqo 7.20. 複合材料エンクロージャーの展望 8. バス バーと高圧ケーブルの絶縁 8.1. バスバー絶縁材料 8.3. HV ケーブル絶縁動作温度ベンチマーク 8.4. バスバー絶縁におけるポリマー・プレーヤー(1) 8.5. バスバー絶縁におけるポリマー・プレーヤー(2) 8.6. バスバー絶縁におけるポリマー・プレーヤー(3) 8.7. バスバー絶縁におけるポリマー・プレーヤー(4) 8.8. バスバー絶縁におけるポリマー・プレーヤー(5) 8.10. バスバー、インターコネクト、HVケーブル絶縁の需要予測 2021-2035 (kg) 9. フォーキャスト 9.1. EV用電池の需要予測(GWh) 9.2. 材料原単位(kg/kWh) 9.3. 方法論: セルレベルの防火材料予測 2021-2035 (質量) 9.5. パックレベルの防火材料予測 2021-2035 (質量) 9.6. 防火材料合計予測 2021-2035 (質量) 9.7. 材料価格 9.8. 防火材料合計予測 2021-2035 (金額) 9. 9. 2021-2035年車両別防火材料合計予測(金額) 9. 11. 前回予測との比較 10. COMPANY PROFILES 10.1. Aerogel Core Ltd 10.2. AllCell Technologies (Beam Global): 旭化成:電気自動車用防火材 10.4. 旭化成:難燃性プラスチック 10.5: Axalta Coating Systems 10.7. Carrar: Immersion Cooling 10.8. CFP Composites 10.9. Denka: :電気自動車用バッテリー向け防火材料 10.11. エルベンテクノロジーズ 10.12: フジポリ: .B. Fuller: Advanced Materials 10.16. JIOS Aerogel 10.17. Keey Aerogel 10.18. LG Chem 10.19. MAHLE: M3x Battery Pack 10.20. Mitsubishi Chemical Group: パイロフォビック・システムズ: Rogers Corporation: : 電気自動車用バッテリー遮熱材 10.24. SAINT-GOBAIN-HKO 10.25. Stanley: Chemie:バッテリー熱管理材料 10.27:液浸冷却電池
Summary
この調査レポートでは、バッテリー設計、安全規制の傾向、およびこれらが防火材料に与える影響について分析しています。
主な掲載内容(目次より抜粋)
Report Summary
Electric vehicle (EV) fire safety continues to be a critical topic. Data continues to support the fact that EVs are less likely to catch fire than internal combustion engine vehicles. However, as a new technology, EVs get more press, and besides, even a very low occurrence rate still poses significant risks to vehicle occupants and surroundings. Effective thermal management, quality control, and battery management systems minimize the risk of thermal runaway occurring, but fire protection materials are the primary method of either preventing the propagation of thermal runaway or delaying its progression long enough to meet regulations and provide safety for occupants.
IDTechEx's report on Fire Protection Materials for Electric Vehicle Batteries analyzes trends in battery design, safety regulations, and how these will impact fire protection materials. The report benchmarks materials directly and in application within EV battery packs. The materials covered include ceramic blankets/sheets (and other non-wovens), mica, aerogels, coatings (intumescent and other), encapsulants, encapsulating foams, compression pads, phase change materials, polymers, and several other materials. 10-year market forecasts are included by material and vehicle category.
Whilst automotive markets provide the largest battery demand, there are large opportunities for material suppliers in other vehicle segments such as buses, trucks, vans, 2-wheelers, 3-wheelers, and microcars. Some of these smaller vehicle sectors present an even greater risk to owners, as they are often charged or kept inside the home.
Variety in battery design and evolution
Various cell formats and battery structures are used in the EV market. In 2024, 60% of new electric cars sold used prismatic battery cells, with pouch cells accounting for 17% and the rest using cylindrical. Each of these cell formats has different needs in terms of inter-cell materials which has led to trends in fire protection material adoption. For example, cylindrical systems have largely used encapsulating foams, whereas prismatic systems typically use materials in sheet format such as mica.
Many manufacturers are also moving towards a cell-to-pack design where module housings (and a host of other materials) are removed, leading to improved energy density, but potentially more challenging thermal runaway propagation prevention. These design choices all greatly impact the choice and deployment of fire protection materials and hence are covered in IDTechEx's report to aid in determining material demands.
Many materials are applicable for fire protection in EV batteries. Source: Fire Protection Materials for EV Batteries
The market for fire protection materials is becoming increasingly crowded, with a wide range of materials and suppliers available. IDTechEx's material database covers over 150 materials from 72 suppliers. Each of these have more or less suitable applications, and the major categories are benchmarked in the report in terms of thermal conductivity, density, cost, and cost in the required application volume.
Ceramic blankets have been a common choice to provide protection above the cells and below the lid and to delay the propagation of fire outside the pack. Mica sheets are another popular choice with excellent dielectric performance at thin thicknesses between cells but are often used in thicker sheets above modules. Aerogels are continuing to see market progress with significant adoption in China, but also now globally with adoption from GM, Toyota, and Audi to name a few.
The use of encapsulating foams has also seen significant adoption for cylindrical cell battery packs with the likes of Tesla, to provide lightweight thermal insulation and structure. For pouch cells, compression pads are commonplace to accommodate cell swelling and several material suppliers are starting to combine this functionality with fire protection to provide a multifunctional solution.
Polymer suppliers are making a big push to provide major components of the battery pack with fire-retardant polymers, inter-cell spacers, or even polymers with intumescent properties. These have the potential to be lighter, more customizable in geometry, and lower cost than metals and fire protection materials combined.
Developments in safety regulations
Many will be aware that China was an early adopter of thermal runaway specific regulations, with, among other requirements, a need to prevent fire or smoke exiting the battery pack for 5 minutes after the event occurs.
The regulations are generally struggling to keep up with the rate of technology development. The UN ECE regulation continues to be revised, and is getting steadily closer to formalization. Whilst the specific targets are still in flux, it is very likely that detection of thermal runaway will be required, followed by an "escape time" for vehicle occupants. The 5-minute escape time is unlikely to be sufficient for future regulations and more effective thermal runaway propagation measures will be necessary. Therefore OEMs have started to target longer escape times in order to pre-empt future regulations and improve overall safety. Other factors like gas management, the impact of flooding, and low conductivity coolants are all likely to be considered in future. However, regulations tend to set a goal and are technology agnostic, leading to a large variety of potential material solutions.
IDTechEx's report discusses the regulations that are currently in place and those being discussed. These feed into IDTechEx's market forecasts showing a greater adoption of fire protection materials per vehicle. However, this must be paired with trends around battery development that can often reduce material use per vehicle. The variety of battery designs and material solutions presents a large opportunity across several markets and suppliers. IDTechEx predicts this market will grow at 15% CAGR from 2024 to 2035.
Key Aspects
Overview and evolution of:
Material analysis and trends including thermal conductivity, dielectric strength, density, and more for:
10 year market forecasts & analysis:
Table of Contents
1. EXECUTIVE SUMMARY
1.1. Thermal Runaway and Fires in EVs
1.2. Battery Fires and Related Recalls (automotive)
1.3. Automotive Fire Incidents: OEMs and Situations
1.4. Conclusions on Solid-state Battery Safety
1.5. Summary of Na-ion Safety
1.6. Regulations
1.7. What Does it all Mean for EV Battery Design?
1.8. Cell Format Market Share
1.9. Gravimetric Energy Density and Cell-to-pack Ratio
1.10. Thermal Runaway in Cell-to-pack
1.11. Fire Protection Materials: Main Categories
1.12. Material Comparison
1.13. Market Shares in 2024 and 2035
1.14. Density vs Thermal Conductivity - Thermally Insulating
1.15. Density vs Thermal Conductivity - Cylindrical Cell Systems
1.16. Density vs Thermal Conductivity - IDTechEx's Database
1.17. Material Intensity (kg/kWh)
1.18. Pricing Comparison in a Cylindrical Cell Battery (inter-cell)
1.19. Pricing Comparison in a Pouch Cell Battery (inter-cell)
1.20. Pricing Comparison in a Prismatic Cell Battery (inter-cell)
1.21. Pricing Comparison in a Battery (pack-level)
1.22. Cell-level Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (mass)
1.23. Pack-level Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (mass)
1.24. Total Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (mass)
1.25. Total Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (value)
1.26. Total Fire Protection Materials by Vehicle 2021-2035 (value)
2. INTRODUCTION
2.1. Fires and Recalls in EVs
2.2. Causes and Stages of Thermal Runaway
2.3. Regulations
3. CELL AND PACK DESIGN
3.1. Cell-to-Pack, Cell-to-Chassis, and Large Cell Formats
4. FIRE PROTECTION MATERIALS
4.1. Introduction
4.2. Material Testing for Thermal Runaway
4.3. Material Benchmarking: Thermal, Electrical, and Mechanical Properties
4.4. Material Benchmarking: Costs
4.5. Ceramics and Other Non-Wovens
4.6. Mica
4.7. Aerogels
4.8. Coatings
4.9. Encapsulants (excluding foams)
4.10. Encapsulating Foams
4.11. Compression Pads with Fire Protection
4.12. Phase Change Materials
4.13. Tapes
4.14. Polymers as Fire Protection
4.15. Other Fire Protection Materials
4.16. Summary
5. IMMERSION COOLING
5.1. Immersion Cooling: Introduction
5.2. Immersion Cooling Fluids Requirements
5.3. Immersion Cooling Architecture
5.4. Players: Immersion Fluids for EVs (1)
5.5. Players: Immersion Fluids for EVs (2)
5.6. Fluid Supplier Comparison: Density and Thermal Conductivity
5.7. Immersion Fluids: Summary
5.8. SWOT Analysis
5.9. IDTechEx Outlook
5.10. What Does it Mean for Fire Protection Materials?
6. FIRE PROTECTION MATERIAL USE-CASES
6.1. Use-Cases: Automotive
6.2. Use-Cases: Heavy Duty and Commercial Vehicles
6.3. Use-Cases: Other
7. BATTERY PACK ENCLOSURES
7.1. Impact of Enclosure Material on Fire Protection
7.2. Battery Enclosure Materials and Competition
7.3. From Steel to Aluminium
7.4. Towards Composite Enclosures?
7.5. Composite Enclosure EV Examples (1)
7.6. Composite Enclosure EV Examples (2)
7.7. Composite Enclosure EV Examples (3)
7.8. Alternatives to Phenolic Resins
7.9. Are Polymers Suitable Housings?
7.10. Plastic Intensive Battery Pack from SABIC
7.11. Polymers Replacing Metals
7.12. SABIC Battery Cover Innovations
7.13. Composites with Fire Protection
7.14. Examples of Fire Protection with Composite Enclosure Players
7.15. Adding Fire Protection to Composite Parts
7.16. Envalior - The First Fully Functional Battery Enclosure made Entirely from Engineered Thermoplastics
7.17. BASF - STM for Enclosure Covers
7.18. Fillers to Enable Fire Protection in Composites
7.19. Solvay/Syensqo
7.20. Composite Enclosure Outlook
8. BUSBARS AND HIGH VOLTAGE CABLE INSULATION
8.1. Why Busbars and Cables Need Fire Protection
8.2. Busbar Insulation Materials
8.3. HV Cable Insulation Operating Temperature Benchmark
8.4. Polymer Players in Busbar Insulation (1)
8.5. Polymer Players in Busbar Insulation (2)
8.6. Polymer Players in Busbar Insulation (3)
8.7. Polymer Players in Busbar Insulation (4)
8.8. Polymer Players in Busbar Insulation (4)
8.9. Polymer Players in Busbar Insulation (5)
8.10. Busbar, Interconnect, and HV Cable Insulation Demand Forecast 2021-2035 (kg)
9. FORECASTS
9.1. EV Battery Demand Forecast (GWh)
9.2. Material Intensity (kg/kWh)
9.3. Methodology: Cell Formats
9.4. Cell-level Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (mass)
9.5. Pack-level Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (mass)
9.6. Total Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (mass)
9.7. Material Pricing
9.8. Total Fire Protection Materials Forecast 2021-2035 (value)
9.9. Fire Protection Materials Forecast by Vehicle Type 2021-2035 (mass)
9.10. Total Fire Protection Materials by Vehicle 2021-2035 (value)
9.11. Comparison with Previous Forecasts
10. COMPANY PROFILES
10.1. Aerogel Core Ltd
10.2. AllCell Technologies (Beam Global): Phase Change Material for EVs
10.3. Asahi Kasei: Fire Protection for Electric Vehicles
10.4. Asahi Kasei: Fire Retardant Plastics
10.5. Ascend Performance Materials: High Temperature PA66
10.6. Axalta Coating Systems
10.7. Carrar: Immersion Cooling
10.8. CFP Composites
10.9. Denka: Fire Protection Materials for Electric Vehicle Batteries
10.10. Dow: Fire Protection Materials for Electric Vehicle Batteries
10.11. Elven Technologies
10.12. Freudenberg Sealing Technologies: EV Inter-Cell Fire Protection
10.13. Fujipoly: Fire Protection Materials for Electric Vehicle Batteries
10.14. H.B. Fuller: Fire Protection Materials for EV Batteries
10.15. IBIH Advanced Materials
10.16. JIOS Aerogel
10.17. Keey Aerogel
10.18. LG Chem
10.19. MAHLE: M3x Battery Pack
10.20. Mitsubishi Chemical Group: Electric Vehicle Battery Fire Protection
10.21. Pyrophobic Systems: Fire Protection Materials for EVs
10.22. Rogers Corporation: Compression Pads With Fire Protection
10.23. SABIC: Electric Vehicle Battery Thermal Barriers
10.24. SAINT-GOBAIN-HKO
10.25. Stanley: Fire Protection Materials for Electric Vehicle Batteries
10.26. WEVO Chemie: Battery Thermal Management Materials
10.27. XING Mobility: Immersion-Cooled Batteries
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