招商研究碳中和研究小组出品

游家训 招商证券电力设备与新能源行业首席分析师

刘    巍 招商证券电力设备与新能源行业分析师

核心观点

快充渗透率有可能快速提高。对终端消费者而言，补能时效可能是继续航里程之后的核心性能指标，随着能量密度不断提升，续航问题可能逐步解决，快充可能是下一阶段的重要努力方向。我们预计，新车型充电倍率可能从目前1-2C主流水平向4C充电升级，对应的充电时长可能从30分钟缩短到15分钟；中高端新车型，明年快充渗透率有可能超过15%。

快充可能带来负极材料制造与工艺的改变。倍率性能主要取决于负极，快充的负极材料为兼顾倍率与容量性能，可能需要进行二次造粒并采用碳化包覆工艺。造粒环节基本决定了负极材料粒径大小，而炭化包覆相当于在石墨外表面形成缓冲层，都有助于提高倍率性能。快充可能会提高负极环节的技术壁垒，进而提升中高端市场的集中度。

硅基负极会是未来快充方案下的良好选择。相较于石墨，硅的理论容量超其10倍，在石墨负极中掺硅后，材料克容量会随硅含量迅速上升。目前硅碳复合材料和硅氧复合材料是硅基负极的主要技术路线，硅基负极在具备较高克容量的同时，也能满足快充所需的倍率性能的要求。快充的进一步发展，可能加快硅基负极的应用。

快充可能加快新型粘结剂PAA的使用与替换。当前石墨负极主流的粘结剂主要是SBR与CMC，通常在石墨负极中组合使用。如果硅基负极开始应用，现有粘结剂性能将难以满足其要求；业界目前较多探索使用PAA新型粘结剂，其热扩散系数大，电池在充放电和高温状态下安全性更强，并具有良好的电解液溶胀率和稳定性。负极粘结剂目前总体供需比较紧张，未来PAA等新产品将开始应用，渗透率有望提升较快。

投资要点

可围绕快充带来的负极材料体系升级进行以下的细分领域的配置：

1、硅基负极制备的相关产业链。快充需求提升的背景下，动力电池的负极需要从原来的人造石墨向硅基负极迭代，掌握硅基负极掺硅和碳化包覆技术的企业将具备竞争优势。

2、传统负极粘结剂国产替代。随着新能源车产销持续向好，传统的负极粘结剂CMC+SBR体系也迎来极大的需求增量，市场空间广阔。当前国内厂商正抓紧国产化替代，随着国产化率提高，相关企业将快速受益。

3、新型粘结剂PAA制备产业链。快充推动负极材料向硅基迭代，随着硅基负极使用量的提升，新型粘结剂PAA的应用也将同时得到大力推动，产业链相关企业有望受益。

01

快充升级是电车发展的大势所趋

电动车终端产品当前主要痛点仍是续航，其次是充电时间。随着电池能量密度继续提升，里程焦虑正在被逐步解决；而未来补能/充电时效可能是影响终端消费体验的主要方向，提升快充性能，缩短补能时间是接下来电车竞争的一大重点。

快充需要提高电池的倍率性能。电池的充放电倍率一般由nC（Capacity）表示，C值越大充电速率越快。对于动力电池而言，快充的平均充电倍率一般需达到1C或以上，目前大部分电动车快充倍率在1C-2C之间。特斯拉超级充电桩V3功率最高可达250kW，对应最高充电倍率约2.5C，在13分钟、28分钟分别可充满50%、80%电量，对应续航250、400km。为实现更高的补能效率，提升充电倍率是必然趋势。

▍表1：充电效率对照

资料来源：Power-Sonic、招商证券

快充路线分为大电流快充和高电压快充。快充路线目的是提高电动车充电效率，其本质是提高充电功率，目前有增大充电电流和提高充电电压两种路线：

1）大电流快充可支持200kW级快充，充电10分钟可续航200-300km，有效提高充电效率，缓解充电焦虑。

2）高电压快充可实现400kW级超充，充电5分钟可续航200-300km，同时高压架构有利于降低热损耗、减轻整车重量和提升续航里程。

主机厂积极推出高压平台车型，快充是大势所趋。保时捷Taycan为业内首个推出800V高压电气架构，搭载800V直流快充系统并支持最高270kw（约2.5C）的大功率快充的电动车型。更多800V高压平台车型将在2023年开始批量交付，配套的快充升级趋势清晰明确。

▍表2：采用高压快充方案的部分车型

资料来源：第一电动网、汽车之家、ZAKER

02

快充有望推动硅基负极的使用比例提升

快充要求负极具备更高的比容量，需要对材料掺杂改性。目前主流负极材料以人造石墨负极为主，掺杂改性的核心目的在于提升负极的比容量。该环节多样性、差异性极强，目前掺杂比例较大的材料有天然石墨、硅等，两者在理论比容量上均要高于人造石墨，天然石墨成本也更低。据行业反馈，日韩企业在天然石墨掺混比例上显著高于国内企业，在掺混工艺、配套电解液配方上有一定程度的差异，而硅的掺混比例目前还较低。

硅基负极能量密度优势大，符合高压快充等新技术趋势，为新一代负极材料方向。目前市面上广泛使用的负极材料仍为石墨材料，但商业化的石墨负极容量发挥已接近其理论比容量，限制其进一步的应用。硅基负极具有很高的克容量和较低的电化学嵌锂电位，高比容快充性能强，正是快充和储能电池系统等一系列新技术领域发展的迫切需要。

国内硅基负极仍处于产业初期，众多企业展开布局。相较于日韩在硅基负极应用的深度布局，我国硅基负极的实际应用相对小众，主要系硅基负极的生产复杂，技术难度大，工艺非标准化，准入门槛高。2021年中国硅基负极的出货量为1.1万吨，渗透率约1.5%。但硅碳负极高容量的优势备受关注，已有企业展开对硅基负极的布局并实现量产。

▍表3：不同类型负极材料性能对比

资料来源：贝特瑞招股书、招商证券

▍图1：中国硅基负极出货量

资料来源：GGII、招商证券

03

传统负极粘结剂加速国产替代

粘结剂是锂离子电池中重要组成部分，对电池电化学性能有重要影响。电池电极浆料通常包括活性物质、导电剂、溶剂和粘结剂，对电池的电化学性能有重要影响。粘结剂在其中将活性物质与箔材、活性物质与活性物质之间、活性物质与导电剂之间粘结起来。

▍图2：电池粘结剂示意图

资料来源：瑞翁（ZEON）株式会社、招商证券

传统负极粘结剂市场空间广阔。在负极粘结剂材料方面，当前石墨负极主流的粘结剂主要是SBR以及CMC，CMC的机械强度大，而SBR柔韧性、粘黏性强，因而通常在石墨负极中组合使用。

CMC+SBR市场当前以外资厂商为主导。目前应用于锂电池电极的高端水性粘结剂CMC、SBR市场基本被ZEON、雅诗兰、双日等外资厂商垄断，国内行业企业主要从事SBR、PAA等粘结剂的中低端产品研发生产，正在向高端胶粘剂市场导入。

CMC+SBR市场的国产化替代正加速进行。国内众多厂家积极扩张CMC、SBR产能，未来国产CMC、SBR渗透率有望快速提升。当前，国内已有多家公司开展未来负极粘结剂的产能布局。

04

硅基负极使用比例提升将带动新型粘结剂PAA的推广

PAA性能出色，可以很好地用作硅基负极粘结剂。硅基负极在循环过程中，体积膨胀系数大，而PAA能够比较有效的抑制活性材料在电解液中的膨胀，有望成为适应快充硅基负极的新型粘结剂。PAA的体积热膨胀系数较小，可以避免因温度集中而引发的火灾；热扩散系数大，在电解液中具有化学及电化学稳定性，有利于提高电池的使用寿命及性能；同时适度的亲和力有利于锂离子在电极内的迁移，从而获得更高的锂离子传输速率。此外，PAA粘结剂还具有更好的首次库伦效率、循环性能以及阻抗性能等特性，十分适合应用于硅基负极当中。

硅基负极产业化加速，PAA发展前景向好。随着各知名企业纷纷布局硅基负极产能，硅基负极产业化加速，而PAA是适用于硅基负极的新型粘结剂，有效提升循环性能，抑制材料膨胀。PAA有望凭借优良性能获得推广，其发展前景向好。

风险提示：技术进步不及预期、下游需求不及预期、产品价格持续下降。

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