高壓快充專題報(bào)告高壓快充憑風(fēng)起-技術(shù)升級(jí)正當(dāng)時(shí)

高壓快充專題報(bào)告高壓快充憑風(fēng)起_技術(shù)升級(jí)正當(dāng)時(shí)（報(bào)告出品方/作者：華安證券，尹沿技）政策落地，車企發(fā)力，快補(bǔ)授電池快速蔓延按電池技術(shù)，充電樁可以分為直流樁和交流樁新能源汽車動(dòng)力電池主要通過(guò)電池和換電兩種方式同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)能。按照相同電池技術(shù)分類，充電樁可以分為直流樁和交流樁。交流充電樁，又稱“慢補(bǔ)授”，通常就是小電流、樁體較小、安裝有效率，電池速度較慢，由于技術(shù)明朗，成本較低，通常集中在居民小區(qū)。直流充電樁，又稱“快補(bǔ)授”，通常就是大電流，樁體非常大，可以提供更多更多足夠多多功率，短時(shí)間內(nèi)電池量更大，同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)快補(bǔ)授建議，因此多集中在對(duì)電池效率建議較低的場(chǎng)所，比如說(shuō)高速公路服務(wù)區(qū)、集中型充電站等地?？煅a(bǔ)授可以分為低電壓快補(bǔ)授和大電流快補(bǔ)授電池時(shí)間由電壓和電流共同同意。對(duì)于充電樁而言，電池時(shí)間=電池容量/電池功率，由于增大電池容量提高電動(dòng)車的續(xù)航能力，這就是發(fā)展的必然趨勢(shì)，因而想要縮短電池時(shí)間，大功率電池就是最佳解決方案之一。又因功率=電壓×電流，想要縮短電池時(shí)間，可以通過(guò)增大電流和提高電壓的方法回去增大電池功率。快補(bǔ)授可以分為低電壓快補(bǔ)授和大電流快補(bǔ)授，高壓快補(bǔ)授更受樁企和車企的鐘愛(ài)。大電流快補(bǔ)授對(duì)散熱器性的建議較低，低電壓快充則可以提升安全性和能量轉(zhuǎn)換效率，因而高壓快補(bǔ)授獲得了大部分樁企和車企的青睞。國(guó)家和地方政策相繼落地，快補(bǔ)授網(wǎng)絡(luò)建設(shè)按下快進(jìn)鍵隨著遠(yuǎn)距離乘車市場(chǎng)需求劇增，2014年以高速公路服務(wù)區(qū)服務(wù)設(shè)施建設(shè)快補(bǔ)授網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的政策已經(jīng)已經(jīng)開(kāi)始明確提出，2020年政策明確提出位列民電池服務(wù)慢補(bǔ)授居多、應(yīng)急快補(bǔ)授配以、公共電池網(wǎng)絡(luò)快補(bǔ)授居多、慢補(bǔ)授配以的建設(shè)思路。2022年政策明確提出在我國(guó)現(xiàn)行直流電池接口技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高充電電流電壓，全面大力支持快補(bǔ)授基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。2023年最新政策明確提出必須通過(guò)加強(qiáng)科技創(chuàng)新助推，從而提升車網(wǎng)雙向互動(dòng)能力，鼓勵(lì)嶄新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域，大力大力推進(jìn)大力大力推進(jìn)快速儲(chǔ)能電、大功率電池、智能有序電池、無(wú)線充電、光儲(chǔ)補(bǔ)授協(xié)同掌控等技術(shù)研究。新能源汽車市場(chǎng)需求呈圓形爆發(fā)式快速增長(zhǎng)，以氫銨電動(dòng)車居多新能源汽車市場(chǎng)需求的爆發(fā)式快速增長(zhǎng)：在各國(guó)政策的大力支持下，下游車企強(qiáng)化新能源業(yè)務(wù)發(fā)展力度，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)新能源車型引入、續(xù)航里程提升、智能駕駛體驗(yàn)優(yōu)化和服務(wù)設(shè)施設(shè)施進(jìn)一步完善，消費(fèi)市場(chǎng)市場(chǎng)需求明顯提高。2022年新能源汽車銷量為688.7萬(wàn)輛，23年上半年新能源汽車保有量少于1620萬(wàn)輛，同比快速增長(zhǎng)近53%。電動(dòng)汽車以氫銨電居多：2023年上半年，新能源汽車銷量為374.7萬(wàn)輛，同比快速增長(zhǎng)44.1%，其中氫銨電新能源汽車同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)271.9萬(wàn)輛的銷量，占比72.56%；擺電式混合動(dòng)力買進(jìn)102.5萬(wàn)輛，占比27.36%。低電壓架構(gòu)將變成下一代電動(dòng)汽車主流平臺(tái)為匹配用戶快速充電需求，車企正加快發(fā)展大功率高壓快充，充電時(shí)間向10分鐘以內(nèi)邁進(jìn)。2021年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外車企掀起了一輪800V電壓平臺(tái)車型發(fā)布潮，廣汽埃安、比亞迪e3.0、小鵬G9的800V高壓車型充電僅需5min，此外北汽極狐、東風(fēng)嵐圖、長(zhǎng)安C385、吉利極氪001等高電壓平臺(tái)車型均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)上市銷售。車企發(fā)力，政策相繼落地，快充類電池快速蔓延低電壓平臺(tái)車型快速蔓延。根據(jù)國(guó)內(nèi)主要車企發(fā)布的800V及以上高壓快補(bǔ)授車型規(guī)劃，2022年逐步量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2023年滿肢3C以上高端低電壓平臺(tái)車型將密集上市，2025年主流車型將均可以大力支持高壓快補(bǔ)授，至2026年，800V及以上低電壓平臺(tái)車型銷量預(yù)計(jì)僅約580萬(wàn)輛，占到至國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車比例少于50%。2025年快充類動(dòng)力電池需求量約為350GWh，占到至國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量的59%，快充類動(dòng)力電池快速蔓延。高壓快補(bǔ)授推動(dòng)電池&材料升級(jí)高倍率變成動(dòng)力電池爭(zhēng)奪戰(zhàn)新高地高倍率動(dòng)力電池對(duì)技術(shù)明確提出更高標(biāo)準(zhǔn)。由于車規(guī)級(jí)動(dòng)力電池的特殊性，電池的體積非常大，散熱器條件極差，對(duì)于如何保證電池的安全性傭金更高的建議。另外動(dòng)力電池對(duì)于循環(huán)壽命的建議必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于消費(fèi)電池，這也強(qiáng)化了高倍率型動(dòng)力電池同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)的難度?？煅a(bǔ)授動(dòng)力電池將就是周賢鎳之后又一次關(guān)鍵性技術(shù)升級(jí)超級(jí)快補(bǔ)授模式下，從電池材料至電芯體系設(shè)計(jì)以及電池模式等都會(huì)影響至電池的性能保持，材料原子層級(jí)至車用系統(tǒng)層級(jí)都可能將將變成影響鋰離子電池快速電池的因素。影響因素大小排序：材料原子尺度＞材料微觀結(jié)構(gòu)＞電芯體系設(shè)計(jì)＞PACK(散熱器、一致性等）＞系統(tǒng)（電池模式，熱管理、使用習(xí)慣等）。電池電池原理：電池時(shí)Li+從負(fù)極經(jīng)過(guò)電解液傳輸至負(fù)極，其中主要的傳輸路徑存：1）經(jīng)過(guò)固態(tài)電極；2）經(jīng)過(guò)正負(fù)極的電極/電解質(zhì)界面；3）經(jīng)過(guò)電解液，涵蓋Li+的溶劑化后和回來(lái)溶劑化；4）Li+在電解液中沿著隔膜，運(yùn)動(dòng)至負(fù)極。負(fù)極：科學(xué)研究表明負(fù)極的收縮和CEI膜的快速增長(zhǎng)對(duì)鋰離子電池的慢補(bǔ)授速度沒(méi)有影響（一個(gè)蘿卜一個(gè)坑），而負(fù)極的顆粒大小和電子導(dǎo)電速率可以提升離子擴(kuò)散和電子導(dǎo)電的速率，負(fù)極可以通過(guò)減小負(fù)極顆粒和增加導(dǎo)電性提升快補(bǔ)授性能；負(fù)極：負(fù)極材料內(nèi)部的固相擴(kuò)散系數(shù)相對(duì)較?。ㄖ饘忧度耄?，管制了電池的大電流充放電能力，負(fù)極變成電極反應(yīng)的掌控步驟，提升負(fù)極材料本身的慢補(bǔ)授特性尤為重要；碳溶解、硅碳負(fù)極、二次造粒就是負(fù)極改性的三種主要方式碳溶解、硅碳負(fù)極、二次造粒就是負(fù)極改性的三種主要方式。負(fù)極就是快補(bǔ)授的核心環(huán)節(jié)，目前電池多采用石墨負(fù)極，輕而易舉用做快補(bǔ)授可以存擴(kuò)散系數(shù)較低、析鋰效應(yīng)等問(wèn)題。因此亦需負(fù)極改性，主要方式涵蓋碳溶解、二次溶解、使用硅碳、二次造粒。其中碳溶解的多孔地下通道可以為L(zhǎng)i+提供更多更多更多傳輸路徑，從而提升倍率性；硅碳可以提升負(fù)極析鋰電位，增加鋰劃效應(yīng)，提升安全性。碳溶解：碳溶解材料成本占到至負(fù)極成本3%，占到至整個(gè)電池包成本大于0.3%。因此碳溶解材料特點(diǎn)就是“低成本虛弱+高性能有關(guān)”，即為為增加很低的成本就可以對(duì)性能提升非常??；用量上，1C碳溶解比例約1%，1.5~2C碳溶解市場(chǎng)需求少于5%，4C電池碳溶解市場(chǎng)需求可以多于10%，快補(bǔ)授電池碳溶解用量提升多于一倍。硅碳負(fù)極：硅的電壓平臺(tái)比石墨高，電池時(shí)析鋰的可能性不高，高壓快充時(shí)在安全性能上，硅碳負(fù)極與石墨較之優(yōu)勢(shì)非常大。但硅的導(dǎo)電性極差，同時(shí)體積膨脹系數(shù)非常大，同樣材料仍須改性：（1）表面碳溶解，有機(jī)改性；（2）使用多孔硅碳合金正數(shù)極，獲得所不含大量羥基的復(fù)合材料，通過(guò)羥基與碳酸酯的相容性促進(jìn)鋰離子的回來(lái)溶劑化，同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高壓快補(bǔ)授。硅的納米化處理：硅納米化，可以利用所有的硅，并騰出膨脹空間，有助于鋰和硅化合物的形成，有效率提高循環(huán)性能。此外，還可以對(duì)納米硅進(jìn)行補(bǔ)鋰處理，解決硅碳負(fù)極電池首次電池效率高、以及電池循環(huán)壽命短的問(wèn)題。但是，成本較低，工藝制程繁瑣，制備難度很大。二次造粒工藝：二次造粒有利于提高負(fù)極材料性能。二次造粒工藝就是將骨料殲滅獲得小顆?；暮?，使用瀝青作為NaCl劑，根據(jù)目標(biāo)粒徑的大小，在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行二次造粒，經(jīng)過(guò)時(shí)程石墨化后等工藝，獲得成品二次造粒負(fù)極材料。二次造粒目的：石墨二次造粒就是一種對(duì)細(xì)石墨進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)劃分、增加表面積的工藝，其中一次造粒減小負(fù)極顆粒體積，二次造粒再次結(jié)成大顆粒。通過(guò)二次造粒，可以并使舊有的石墨顆粒更加均勻分布，增加其表面積和活性，增加了Li+的傳輸路徑，進(jìn)而提升倍率性。高壓平臺(tái)架構(gòu)下電池企業(yè)快補(bǔ)授接力賽寧德時(shí)代：利用負(fù)極電位安全閾值與負(fù)極電位估計(jì)值的大小關(guān)系，實(shí)時(shí)調(diào)整充電電流，使電池在無(wú)析鋰副反應(yīng)的安全范圍內(nèi)發(fā)揮最大的充電能力，實(shí)現(xiàn)了電池的安全快速充電。孚能科技：公司800VTC超充超壓平臺(tái)技術(shù)超快充電池有4大優(yōu)勢(shì)。1.續(xù)航里程提高5%。在功率不變的情況下，降低電流，能有效降低系統(tǒng)熱損耗，從而提升續(xù)航里程，使用孚能科技800VTC超充超壓平臺(tái)，在相同電池容量下，所釋放的電能約高出當(dāng)前1C倍率電池的5%，使得續(xù)航里程有約5%的增幅。2.輕松實(shí)現(xiàn)3秒破百的整車加速性能。孚能科技800VTC超充超壓平臺(tái)配合高放電性能電池，能輕松實(shí)現(xiàn)整車0~100km/h破3.0s的極致動(dòng)力性能。3.安全性大幅提高。動(dòng)力系統(tǒng)的安全通常跟電池系統(tǒng)的產(chǎn)熱密不可分，產(chǎn)熱和散熱能夠達(dá)到平衡，則安全性相對(duì)可控。4.兼容國(guó)內(nèi)400V-800V系統(tǒng)。孚能科技800VTC超充超壓平臺(tái)通過(guò)BDU內(nèi)部的智能開(kāi)關(guān)矩陣自動(dòng)識(shí)別樁的電壓平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)800V和400V的自動(dòng)切換，兼容國(guó)內(nèi)800V/400V充電樁，極大程度上方便了用戶的選擇。巨灣技研：最新的巨灣鳳凰電池內(nèi)置了材料、電化學(xué)、結(jié)構(gòu)和往上新制等領(lǐng)域最新的科技創(chuàng)新成果，通過(guò)提升鋰離子的遷址速率、方形入/脫嵌速率和電極電導(dǎo)率，并使電動(dòng)汽車具備在全天候、高低溫條件下均正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并在300-1000伏相同電壓平臺(tái)上均可同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)最高8C極速電池，0-80%電池僅仍須6分鐘，同時(shí)在安全性、使用壽命、比能量、續(xù)航和成本等方面也具有優(yōu)勢(shì)。重點(diǎn)公司分析寧德時(shí)代：動(dòng)力電池全球龍頭寧德是全球領(lǐng)先的動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池企業(yè)，市占率全球第一。根據(jù)SNEResearch統(tǒng)計(jì)，2022年寧德全球動(dòng)力電池使用量市占率為37.0%，較去年同期提升4.0pct，連續(xù)六年排名全球第一；2022年寧德全球儲(chǔ)能電池出貨量市占率為43.4%，較去年同期提升5.1pct，連續(xù)兩年排名全球第一。動(dòng)力電池產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：能夠滿足快充、長(zhǎng)壽命、長(zhǎng)續(xù)航里程、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等多種功能需求，產(chǎn)品具有高能量密度、多循環(huán)次數(shù)、安全可靠等特點(diǎn)；已形成包括高能量密度的三元高鎳電池、三元高壓中鎳電池以及高性價(jià)比的磷酸鐵鋰電池等在內(nèi)的產(chǎn)品系列，覆蓋BEV、PHEV、HEV等不同細(xì)分市場(chǎng)。全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池：2023年08月16日，寧德時(shí)代正式發(fā)布全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池——神行超充電池，可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航400km。磷酸鐵鋰4C超充電池技術(shù)創(chuàng)新：寧德通過(guò)負(fù)極快速、石墨原料技術(shù)創(chuàng)新、獨(dú)特極高Auron電解液配方、多梯度分層極片設(shè)計(jì)等核心技術(shù)，同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)4C超充。（1）負(fù)極快速：神行4C超充電池使用了強(qiáng)于電子網(wǎng)負(fù)極技術(shù)，采用充份納米化后的負(fù)極材料，構(gòu)筑了四通八達(dá)的超電子網(wǎng)，增加鋰離子沖回阻力，并使材料對(duì)電池信號(hào)快速積極響應(yīng)。（2）石墨原料技術(shù)創(chuàng)新：神行4C超充電池采用了寧德最新研發(fā)的第二代快離子環(huán)路技術(shù)，對(duì)石墨表面進(jìn)行改性，提供更多更多益豐的鋰離子交換所仍須的活性位點(diǎn)，增加鋰離子嵌入地下通道并縮短嵌入距離，為電流傳導(dǎo)構(gòu)筑“高速公路”。（3）電解液：寧德時(shí)代研發(fā)了全新的極高Auron電解液配方，有效率增加電解液粘度，增加鋰離子脫溶劑化能力，為鋰離子救市，明顯提高電導(dǎo)率。杉杉股份：快充負(fù)極材料龍頭杉杉股份鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)品突破快充極限，石墨負(fù)極持續(xù)引領(lǐng)。公司負(fù)極材料主要產(chǎn)品包括人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、復(fù)合石墨及硅基負(fù)極材料，其中2022年人造石墨出貨量蟬聯(lián)全球第一。QE系列作為新一代動(dòng)力用負(fù)極，實(shí)現(xiàn)容量與快充雙向涅槃，355克容量+4C充電能力，化解里程焦慮。SK系列一直被譽(yù)為快充天花板，天花板不斷被自我打破，從3C到5C再到6C，杉杉科技不斷突破快充極限。杉杉負(fù)極快充優(yōu)勢(shì)：（1）石墨負(fù)極：獨(dú)家液相包覆法、生焦二次造粒技術(shù)，提供豐富的鋰離子交換所需要的活性位點(diǎn)，使鋰離子可以360嵌入石墨通道，進(jìn)而提升倍率性能。（2）硅基負(fù)極：前沿的氣相包覆技術(shù)大幅提升硅氧產(chǎn)品的動(dòng)力學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性，獨(dú)有的CVD氣相沉積技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳與硅的完美結(jié)合。中科電氣：專注石墨負(fù)極，研發(fā)實(shí)力強(qiáng)勁中科電氣深耕于以電磁冶金為核心的磁力裝備產(chǎn)業(yè)外，開(kāi)放發(fā)展，戰(zhàn)略布局新能源鋰離子電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)已成長(zhǎng)為“磁力裝備+鋰電負(fù)極”雙主營(yíng)的多元化、國(guó)際化集團(tuán)企業(yè)。2022年公司營(yíng)業(yè)總收入52.57億元，同比增長(zhǎng)139.61%，其中負(fù)極材料營(yíng)收48.27億，占總營(yíng)收的91.82%。公司鋰電負(fù)極業(yè)務(wù)主要產(chǎn)品為鋰離子電池負(fù)極材料，主要應(yīng)用于動(dòng)力類、消費(fèi)類、儲(chǔ)能類鋰離子電池等領(lǐng)域。鋰離子電池負(fù)極材料作為鋰離子電池四大共同共同組成材料之一，在提高電池的容量、循環(huán)性能等方面功不可沒(méi)了關(guān)鍵促進(jìn)作用，就是電池產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵組成部分。負(fù)極技術(shù)優(yōu)勢(shì)：公司鋰電負(fù)極業(yè)務(wù)積累了多樣經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)。（1）中科石墨粉體加工技術(shù)、熱處理工藝和石墨無(wú)機(jī)技術(shù)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先；（2）新型負(fù)極材料從材料、工藝至性能評(píng)估不斷提升與完善；（3）中科自行設(shè)計(jì)修筑的新型艾奇遜石墨化爐，相較于傳統(tǒng)石墨化加工產(chǎn)線具備電耗成本低、爐芯耗材費(fèi)用太太少、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)；（4）公司具備負(fù)極材料全系列設(shè)備、全產(chǎn)線設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)轉(zhuǎn)的一體化建設(shè)和運(yùn)營(yíng)能力。信德新材：負(fù)極包覆龍頭信德新材主要從事負(fù)極包覆材料產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，并積極向下游瀝青基碳纖維生產(chǎn)領(lǐng)域拓展，是行業(yè)領(lǐng)先的碳基新型材料供應(yīng)商。2022年公司營(yíng)業(yè)總收入9.04億元，同比增長(zhǎng)83.74%；歸母凈利潤(rùn)1.49億元，同比增長(zhǎng)7.97%。公司主要產(chǎn)品是負(fù)極包覆材料，2022年該營(yíng)收占比超50%，副產(chǎn)品是橡膠增塑劑和裂解萘餾分。公司所生產(chǎn)的負(fù)極包覆材料絕大部分作為鋰電池負(fù)極包覆材料銷售給鋰電池負(fù)極材料廠商，極少部分銷售給瀝青基碳纖維生產(chǎn)廠商。動(dòng)力電池受益于快充主要集中在負(fù)極部分，其中包覆材料是核心組成部分。負(fù)極加入包覆材料，可以使產(chǎn)品粒度分布均一，提高石墨化度、克容量，提升循環(huán)性能；同時(shí)倍率性能表現(xiàn)突出，低溫性能優(yōu)異，拓寬應(yīng)用范圍。在負(fù)極包覆材料方面，公司目前產(chǎn)能可實(shí)現(xiàn)5.5萬(wàn)噸/年，1.5萬(wàn)噸/年產(chǎn)能在建。公司注重負(fù)極包覆材料的研發(fā)，擁有研發(fā)人員72人，在員工總數(shù)中占比為13.56%，截至22年，共擁有96項(xiàng)專利。新宙邦：電解液觸底彈升，添加劑助力動(dòng)力電池新宙邦：新宙邦成立于2002年，致力于用電子化學(xué)品和功能材料創(chuàng)造美好未來(lái)，主要產(chǎn)品有電池化學(xué)品、有機(jī)氟化學(xué)品、電容化學(xué)品、半導(dǎo)體化學(xué)品等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源汽車、消費(fèi)電子、城市軌道交通、生物醫(yī)藥、5G通訊、光伏儲(chǔ)能、工業(yè)制造等領(lǐng)域。新宙邦電池化學(xué)品主要產(chǎn)品：鋰離子電池化學(xué)品（包括鋰離子電池電解液、添加劑、新型鋰鹽、碳酸酯溶劑）、超級(jí)電容器化學(xué)品、一次鋰電池化學(xué)品；前沿布局的產(chǎn)