化工行業(yè)投資策略分析報(bào)告:800V快充趨勢(shì)技術(shù)升級(jí)材料發(fā)展機(jī)遇_第1頁
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證券研究報(bào)告800V快充趨勢(shì)乘風(fēng)起,技術(shù)升級(jí)催生材料發(fā)展新機(jī)遇化工行業(yè)投資策略2024年1月17日800V快充趨勢(shì)乘風(fēng)起,技術(shù)升級(jí)催生材料發(fā)展新機(jī)遇

快充或?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展新方向,電芯端、車端、充電樁端技術(shù)升級(jí)催生行業(yè)材料新發(fā)展機(jī)遇。新能源汽車?yán)m(xù)航已基本滿足消費(fèi)者出行需要,未來行業(yè)朝提高新能源汽車充電效率的方向發(fā)展。800V高壓快充相較于大電流快充模式的優(yōu)勢(shì)在于:熱管理難度降低、線束成本和重量下降、補(bǔ)能速度較快(充電10%-80%只需10-15分鐘)等。據(jù)汽車之家數(shù)據(jù),小鵬G6

2023款580長續(xù)航Pro版本起步價(jià)19.99萬元。未來隨著更多車型進(jìn)入20萬元以內(nèi)的主流價(jià)位,800V快充車型滲透率提升進(jìn)程有望加快,進(jìn)而帶動(dòng)電芯端、車端、充電樁端相關(guān)材料需求增長。

電芯端:高倍率電芯要求電芯材料具有更高導(dǎo)電性能,具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的行業(yè)龍頭企業(yè)有望受益。高充電倍率意味著更大的電流通過電池中各個(gè)材料,將給電池帶來熱效應(yīng)、機(jī)械粉碎、鍍鋰等問題。影響快充性能重要度排序?yàn)椋簩?dǎo)電劑>負(fù)極>電解液>正極>隔膜,為此需要利用導(dǎo)電材料提高正負(fù)極中Li+的傳輸速度、更換電導(dǎo)率更高的電解液等。受益標(biāo)的:電芯相關(guān)材料:【導(dǎo)電炭黑】黑貓股份;【包覆瀝青】信德新材;【硅基負(fù)極】杉杉股份、硅寶科技、翔豐華;【多孔碳】元力股份;【LiFSI】天賜材料;【氯化亞砜】凱盛新材等。

車端:800V高壓對(duì)車用電子元器件的耐高壓性能提出更高的要求。800V架構(gòu)下,動(dòng)力電池系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等需要提升部件耐壓等級(jí)至800V及以上。具體變化包括:(1)電容薄膜。800V高壓架構(gòu)下,薄膜電容將逐步替代傳統(tǒng)鋁電解電容器,且單車使用量或?qū)?-2個(gè)提升至2-4個(gè),進(jìn)而帶動(dòng)其關(guān)鍵材料電容薄膜需求增長;(2)絕緣材料。電機(jī)絕緣包覆線中PI的需求有望提升;(3)陶瓷球。高轉(zhuǎn)速、高電防腐等行業(yè)要求趨嚴(yán),而陶瓷球軸承具有高硬度、高強(qiáng)度、高溫耐性、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn),適用于新能源汽車行業(yè)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)中;(4)其他材料:氣凝膠、云母材料、膠粘劑等隔熱、導(dǎo)熱材料、PEEK需求或?qū)⑦M(jìn)一步增長。受益標(biāo)的:電控相關(guān)材料:【電容薄膜】銅峰電子、東材科技、大東南;【SiC】天岳先進(jìn)、合盛硅業(yè);電機(jī)相關(guān)材料:【PI】瑞、國風(fēng)新材;【陶瓷球】國瓷材料;熱管理相關(guān)材料:【氣凝膠】晨光新材、宏柏新材;【云母材料】浙江榮泰;【UV絕緣涂料】松井股份、金力泰;【膠粘劑】回天新材、硅寶科技等;其他材料:【

PEEK】中研股份。

風(fēng)險(xiǎn)提示:快充車型滲透率提升不及預(yù)期、行業(yè)競爭加劇、原材料成本波動(dòng)較大等。01快充或?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展新方向,電芯端、車端、充電樁端技術(shù)升級(jí)催生材料新發(fā)展機(jī)遇1.1

新能源汽車?yán)m(xù)航已基本滿足出行需要,消費(fèi)者里程焦慮減弱

新能源汽車?yán)m(xù)航已基本滿足出行需要,消費(fèi)者里程焦慮減弱。新能源汽車與燃油車在續(xù)航里程、補(bǔ)能效率、價(jià)格等方面的對(duì)比成了消費(fèi)者在購車時(shí)重點(diǎn)考慮的方向,而隨著新能源汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,目前主流新能源汽車的續(xù)航基本可以滿足消費(fèi)者出行需要。

燃油車方面,以家用車油箱35-50L、綜合油耗7-9L/100km來計(jì)算,家用車一箱油續(xù)航里程大約在500-600km。

新能源汽車方面,隨著鋰電池技術(shù)的進(jìn)步,鋰電池能量密度持續(xù)提高,基本可以使新能源汽車滿足消費(fèi)者600km以內(nèi)的出行需要,與燃油車?yán)m(xù)航基本持平。尤其是隨著麒麟電池、刀片電池等新技術(shù)的推出,如廣汽AIONLXPLUS(最大續(xù)航1,008km)、極氪001(最大續(xù)航1,032km)等車型續(xù)航超1,000km,使得消費(fèi)者對(duì)新能源汽車?yán)锍探箲]進(jìn)一步減弱。圖:目前鋰電池能量密度基本可滿足600km出行需要圖:目前新能源汽車?yán)m(xù)航里程最高可超過1,000km1,100AION

LX

PLUS極氪0011,000900智界S7極氪009800廣汽新能源Aion

LX700600500400小鵬G6零跑C01小鵬P7理想MEGA比亞迪唐

EV600300

比亞迪e6

400車型推出時(shí)間資料:斯瑞拓咨詢VEcareer公眾號(hào)資料:汽車之家、車家號(hào)、開源證券研究所1.1

在新能源汽車?yán)m(xù)航基本與燃油車相當(dāng)?shù)那闆r下,解決快速補(bǔ)能需求成了行業(yè)發(fā)展新方向

充電倍率可表示充電速度,充電倍率越高,表示充電時(shí)間越短,充電速度越快。而提高充電速度的方法包括提高充電電流,或提高充電電壓。表:充電倍率越高表示充電時(shí)間越短充電倍率(C,1/h)充電時(shí)間(min)充電模式充電倍率10C8C充電電流(A)倍率性能67.510電池額定容量(Ah)6C快充5C122C30電池能量單位電池容量單位1C600.5C0.2C0.1C120300600電池額定容量(Ah)Ah功率Wh

(P,Wh)慢充電池額定電壓(V)應(yīng)用舉例

Mega

計(jì)

時(shí)

量102.7kWh,峰值充電電流700A,假設(shè)在800V充電樁充電充電時(shí)間(h)電池能量(kWh)充電速度

102.7kWh=800V×700A×充電時(shí)間h

充電時(shí)間≈0.183h≈11min

→對(duì)應(yīng)5C快充充電電流(A)充電電壓(V)數(shù)據(jù):理想官網(wǎng)、汽車之家、開源證券研究所1.1

高壓快充可減低熱管理要求,或?yàn)槲磥戆l(fā)展新趨勢(shì)代表車企優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)一體化車身及快充技術(shù)推出,后續(xù)發(fā)展空間受限

可實(shí)現(xiàn)5分鐘換電,補(bǔ)能效率堪比加油換電模式

補(bǔ)能時(shí)間:≤5min高壓快充充電效率發(fā)熱嚴(yán)

可以兼容現(xiàn)有的充電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備

補(bǔ)能時(shí)間:≤1h(特斯拉Model3/特斯拉超充)重,后段充電效率降低;線束重量及成本高大電流快充大電流快充充電效率電機(jī)、電控、線纜、連接器、等耐壓等級(jí)需提升至

800V

及以上

熱管理難度降低,線束成本和重量較大電流快充下降

補(bǔ)能時(shí)間:充電10%-80%只需10-15分鐘高電壓快充資料

:蔚來官網(wǎng)、特斯拉官網(wǎng)、證券研究所官網(wǎng)、小鵬汽車官網(wǎng)、車乾信息公眾號(hào)、electrive官網(wǎng)、e-technologies官網(wǎng)、開源1.1

滿足長續(xù)航+快充雙重要求,高壓架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充必然趨勢(shì)

滿足長續(xù)航+快充雙重要求,高壓架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充必然趨勢(shì)?;诓煌娏康哪P鸵约安煌碾姵乜沙休d充電倍率,假設(shè)充電電流250A,主流車型2C的整車電氣架構(gòu)需要大于500V;假設(shè)未來4C車型成為主力車型,大于500V的電氣架構(gòu)也將是必選路徑。根據(jù)Q=I2×R×t可知,大電流必然帶來高發(fā)熱,因而對(duì)于充電電流的提升是有限的。未來若需同時(shí)滿足“長續(xù)航+快充”的雙重要求,高壓架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充必然趨勢(shì)。據(jù)未來若1200V和1700V碳化硅器件的成熟,會(huì)幫助產(chǎn)業(yè)在7.5分鐘快充體驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍(8C以上)。官網(wǎng)數(shù)據(jù),表:假設(shè)充電電流250A,主流車型2C的整車電氣架構(gòu)需要大于500V假設(shè)充電電流250A,主流車型2C的整車電氣架構(gòu)需要大于500V表:假設(shè)充電電流500A,主流車型4C的整車電氣架構(gòu)需要大于500V假設(shè)充電電流500A,主流車型4C的整車電氣架構(gòu)需要大于500V2C3C4C5C6C2C3C4C5C6C35.8kWh63kWh80kWh90kWh286V504V640V720V430V756V960V1080V573V716V859V35.8kWh63kWh80kWh90kWh143V252V320V360V215V378V480V540V286V504V640V720V358V630V800V900V430V756V960V1080V1008V1280V1440V1260V1600V1800V1512V1920V2160V500V-850V1200V功率管850V-1200V1700V功率管>1200V無器件可選500V-850V1200V功率管850V-1200V1700V功率管資料:官網(wǎng)、開源證券研究所資料:官網(wǎng)、開源證券研究所1.1

車端、電池端共同發(fā)力,800V快充車型未來滲透率提升速度有望加快

車端:隨著供應(yīng)鏈趨于逐步成熟,

800V快充車型價(jià)格或?qū)⑦M(jìn)入20萬元主流價(jià)位區(qū)間。進(jìn)入2023年,隨著新能源汽車技術(shù)以及供應(yīng)鏈的成熟,搭載800V快充的新能源車價(jià)格進(jìn)入20-30萬元區(qū)間,部分車型低于20萬元。據(jù)汽車之家數(shù)據(jù),小鵬G6

2023款580長續(xù)航Pro版本起步價(jià)19.99萬元。據(jù)換電研究院數(shù)據(jù),2023年廣州車展中近35家車企共推出了50多款支持800V高壓平臺(tái)的車型。未來隨著供應(yīng)鏈趨于逐步成熟,更多車型進(jìn)入20萬元以內(nèi)的主流價(jià)位,800V快充車型滲透率提升進(jìn)程有望加快。圖:

2019年至2023年,搭載800V快充架構(gòu)的新能源車起售價(jià)格已從100+萬元下降至20萬元以下廠保時(shí)捷TaycanTurbo艾尼氮lonig5東風(fēng)崗圖free2022款阿維塔1114012010080商指導(dǎo)起價(jià)小鵬G9路特斯ELETRE長城沙龍捷尼奔賽橋思GV60昊鉑Hyper710后驅(qū)超充版小鵬G660合創(chuàng)V0940阿維塔12星途星紀(jì)元ES問界M920起亞EV6GT理想MEGA車型推出時(shí)間0吉利銀河E8數(shù)據(jù):汽車之家官網(wǎng)、開源證券研究所1.1

車端、電池端共同發(fā)力,800V快充車型未來滲透率提升速度有望加快

電池端:為順應(yīng)高壓快充趨勢(shì),各大電池企業(yè)加速布局高倍率電芯。目前各大電池企業(yè)積極布局快充電池,其中巨灣技研可將電池充電倍率提高至6C,實(shí)現(xiàn)5分鐘充電30%-80%SOC的極速快充。未來隨著車端、電池端共同發(fā)力,800V快充車型未來滲透率提升速度有望加快表:各大新能源電池企業(yè)持續(xù)發(fā)力快充動(dòng)力電池企業(yè)電池產(chǎn)品產(chǎn)品詳情配套車型極氪009、極氪001、極氪007、新款哪吒、小鵬G6、極狐阿爾SH版4C麒麟電池2022年6月發(fā)布CTP3.0麒麟電池,支持5min快速熱啟動(dòng)及10min從10%-80%SOC,具備4C快充能力。寧德時(shí)代5C麒麟電池神行超充電池4C方形電池基于麒麟架構(gòu)對(duì)鋰離子電池的微觀傳輸速率進(jìn)行了系統(tǒng)性提升,并拓寬了電池的過流能力邊界理想MEGA全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池,實(shí)現(xiàn)"充電10分鐘,續(xù)航400公里”,突破低溫快充限制,做到全溫

阿維塔、長安、奇瑞、極氪以及哪吒域快充,且續(xù)航里程達(dá)700公里以上基于800V高壓平臺(tái)研制的全新一代鐵鋰和中鎳高壓三元鋰電池,直充峰值功率高達(dá)280kW,10%-80%補(bǔ)能快至19min,

充電10分鐘續(xù)航300km等小鵬G9中創(chuàng)新航孚能科技“頂流”電池3C快充電池SPS動(dòng)力電池大圓柱電池,電芯能量密度達(dá)到300Wh/kg,可滿足6C快充場景。充電15分鐘續(xù)航450km廣汽埃安昊鉑GT支持800V平臺(tái)和4C快充,充電10分鐘續(xù)航400公里。3CXFC極速電池充電倍率達(dá)到3C廣汽埃安AIONV

Plus

70廣汽埃安AIONV

Plus70急速快充版預(yù)計(jì)2024年裝車配套巨灣技研(廣汽全資企業(yè))6C三元XFC極速電池

6C充電倍率的三元XFC極速電池,實(shí)現(xiàn)8分鐘充電0-80%SOC,5分鐘充電30%-80%SOC的極速快充。采用XFC極速電池技術(shù),在300-1000伏整車電壓平臺(tái)范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)XFC極速充電,實(shí)現(xiàn)了最高8C鳳凰電池龍鱗甲電池π電池系統(tǒng)極速充電,支持6分鐘0-80%SOC龍鱗甲電池可兼容鐵鋰、三元、無鈷等全化學(xué)體系方案,續(xù)航里程最高可達(dá)1000+km,覆蓋1.6C-6C快充體系蜂巢能源億緯鋰能高科大圓柱電池口系統(tǒng)支持9分鐘快充,通過口型冷卻技術(shù),解決快充發(fā)熱問題L600啟晨電芯超充電池SFC480閃充電池采用了磷酸錳鐵鋰技術(shù)路線,容量為223Ah,可以實(shí)現(xiàn)240Wh/kg的質(zhì)量能量密度,做到18分鐘快充2022年9月,4C超級(jí)快充技術(shù),最大充電功率達(dá)480kV,實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200km,充電10分鐘續(xù)航400km2023年4月,欣旺達(dá)發(fā)布"閃充電池”,據(jù)悉,該款動(dòng)力電池支持電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航1000公里,10分鐘可從20%充至80%SOC小鵬G9欣旺達(dá)資料:換電研究院公眾號(hào)、開源證券研究所1.2快充滲透率提升疊加單車價(jià)值量增加,新能源行業(yè)景氣度進(jìn)一步提升催生新發(fā)展機(jī)遇

快充滲透率提升疊加單車價(jià)值量增加,新能源行業(yè)景氣度進(jìn)一步提升催生新發(fā)展機(jī)遇。據(jù)技術(shù)有限公司主編的《中國高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2023-2025)》,以當(dāng)前較為成熟的2C快充,采用150kW前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例,950V電壓平臺(tái)相比450V電壓平臺(tái)增加成本增加約6,500元。未來隨著快充車型滲透率持續(xù)提升,疊加單車價(jià)值量增加,新能源行業(yè)中相關(guān)高性能材料發(fā)展空間將進(jìn)一步擴(kuò)大,看好高性能材料在快充背景下迎來量、價(jià)齊升發(fā)展格局。表:高壓快充將帶來車端價(jià)值量提升約6,500元(單位:元)最高電壓450V2C成本最高電壓950V2C成本系統(tǒng)零件電芯A1A2A3A4A5A6A1+3,500A2+300A3+2,000A4+800A5-500電池包BMS電機(jī)電控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)OBC+DC/DC高壓線束及連接器熱管理系統(tǒng)線束、高壓連接器、接觸器壓縮機(jī)、空調(diào)、暖風(fēng)A6+400熔斷器(保險(xiǎn))快充、空調(diào)、PTC、DC/DCA7AA7+20保險(xiǎn)合計(jì)A+6,520*整車電池75kWh;450V基于IGBT,950V基于SiCMOS數(shù)據(jù)

《中國高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2023-2025)》

(技術(shù)有限公司主編)、開源證券研究所1.1

電芯端、車端、充電樁端“三位一體”,技術(shù)升級(jí)催生行業(yè)新發(fā)展機(jī)遇使用量增加,或者使用更高比表面積的導(dǎo)電炭黑碳納米管(CNT)使用量增加導(dǎo)電炭黑快充電芯使用量增加,且需使用高溫包覆瀝青需要使用雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)負(fù)極碳包覆瀝青電解液改善SiO、SiC負(fù)極的循環(huán)性能硅基負(fù)極多孔碳使用量增加,且逐步替代鋁電解電容電容薄膜絕緣材料功率器件電機(jī)軸承由IGBT升級(jí)成SiC器件汽車高壓架構(gòu)汽車子系統(tǒng)部件提升耐壓等級(jí)從400V升至800V電機(jī)防腐需求增加,或?qū)⑹褂锰沾汕蜉S承隔熱材料氣凝膠、云母材料、UV絕緣涂料等阻燃劑導(dǎo)熱膠使用量隨充電樁的需求量增加而增加高壓充電樁/站液冷超充充電樁的最大電流可達(dá)600-900A,對(duì)導(dǎo)熱膠性能提出更高要求資料:寧德時(shí)代公眾號(hào)、

e-technologies官網(wǎng)、數(shù)字能源公眾號(hào)、開源證券研究所1.2快充滲透率提升疊加單車價(jià)值量增加,新能源行業(yè)景氣度進(jìn)一步提升催生新發(fā)展機(jī)遇

受益標(biāo)的:電芯相關(guān)材料:導(dǎo)電炭黑(黑貓股份)、包覆瀝青(信德新材)、硅基負(fù)極(杉杉股份、硅寶科技、翔豐華)、多孔碳(元力股份)、LiFSI(天賜材料)、氯化亞砜(凱盛新材);電控相關(guān)材料:電容薄膜(銅峰電子、大東南、東材科技)、SiC(天岳先進(jìn)、合盛硅業(yè));電機(jī)相關(guān)材料:

PI(瑞、國風(fēng)新材)、陶瓷球(國瓷材料);熱管理相關(guān)材料:氣凝膠(晨光新材、宏柏新材)、云母材料(浙江榮泰)、UV絕緣涂料(松井股份、金力泰)、膠粘劑(回天新材、硅寶科技)等;其他材料:

PEEK(中研股份)。電芯相關(guān)材料導(dǎo)電炭黑電控相關(guān)材料電容薄膜電機(jī)相關(guān)材料熱管理相關(guān)材料氣凝膠銅峰電子、大東南等瑞、國風(fēng)新材晨光新材、宏柏新材等黑貓股份PI預(yù)計(jì)2022-2026年,使用量從1kg/輛提高至1.54kg/輛,提高54%預(yù)計(jì)電機(jī)中用量從不用到使用5噸/萬輛電動(dòng)車預(yù)計(jì)使用比例持續(xù)提升預(yù)計(jì)高比表面積的導(dǎo)電炭黑的使用量或?qū)⒃黾迂?fù)極包覆瀝青信德新材SiC天岳先進(jìn)、合盛硅業(yè)陶瓷球國瓷材料云母材料浙江榮泰預(yù)計(jì)2022-2026年,平均1GWh用量從156噸增加至180噸,提高16%預(yù)計(jì)逐步替代IGBT預(yù)計(jì)使用比例持續(xù)提升預(yù)計(jì)使用比例持續(xù)提升UV絕緣涂料松井股份、金力泰等多孔碳元力股份其他材料預(yù)計(jì)2022-2026年,平均1GWh用量從7噸增加至18噸,提高159%預(yù)計(jì)使用比例持續(xù)提升PEEK中研股份回天新材、硅寶科技等氯化亞砜凱盛新材膠粘劑預(yù)計(jì)短期內(nèi)從10g/輛車提升至12g/輛車,未來提升至100g/輛車預(yù)計(jì)LiFSI需求增長,帶動(dòng)其原料預(yù)計(jì)使用比例持續(xù)提升氯化亞砜需求增長數(shù)據(jù):開源證券研究所02電芯端:高倍率電芯要求電芯材料具有更高導(dǎo)電性能,具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的行業(yè)龍頭企業(yè)有望持續(xù)受益2快充電池問題:大電流為電池帶來熱效應(yīng)、機(jī)械粉碎、鍍鋰等問題

大電流為電池帶來熱效應(yīng)、機(jī)械粉碎、析鋰等問題。根據(jù)美國先進(jìn)電池聯(lián)盟(USABC)的定義,快速充電是在15分鐘內(nèi)獲得電池80%的荷電狀態(tài)(stateofcharge,SOC),即以4C的倍率將電池組充電至80%。但高充電倍率意味著更大的電流通過電池中各個(gè)材料,將給電池帶來熱效應(yīng)、機(jī)械粉碎、鍍鋰等問題:導(dǎo)電劑正極:利用導(dǎo)電炭黑、碳納米管等導(dǎo)電劑提高正極材料的導(dǎo)電性,提高Li+在正極的傳輸速度。

熱效應(yīng):高倍率下導(dǎo)致的發(fā)熱問題也會(huì)導(dǎo)致電池的性能衰減,據(jù)儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)公眾號(hào)數(shù)據(jù),當(dāng)電池的平均溫度從20℃升高到35℃時(shí),電池壽命大約減少了1/2。電解液

機(jī)械粉碎:在快速充電過程中,Li+迅速從正極脫出并嵌入負(fù)極,導(dǎo)致Li+和電極顆粒的不同部分之間出現(xiàn)嚴(yán)重應(yīng)變不匹配。當(dāng)能量釋放率或應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)超過一定值時(shí),裂紋會(huì)在顆粒中傳播,從而導(dǎo)致SEI/CEI的開裂。因而需要高性能導(dǎo)電劑、負(fù)極、電解液等提高Li+傳輸速度。電解液:更換電導(dǎo)率更高的電解液,如雙氟磺酰亞胺鋰鹽(LiFSI)。

鍍鋰:Li+從電解液中穿透進(jìn)負(fù)極固體電解質(zhì)膜的能壘較高,使得在電解質(zhì)中的傳輸速率高于快于Li+嵌入石墨層的速率,更多的Li+在負(fù)極表面積累,因而需要改變鋰電池負(fù)極材料。負(fù)極碳包覆瀝青去溶劑化:Li

從電解液穿透進(jìn)SEI膜穿過負(fù)極固體電解質(zhì)膜(SEI膜)+負(fù)極:將碳源(瀝青)涂覆在石墨顆粒的表面,增加鋰離子嵌入、脫出通道。

此外,鋰電池正極、隔膜等部位也需要進(jìn)行一定的改變。液體中擴(kuò)散固體中擴(kuò)散資料:《Recentstatus,keystrategiesandchallengingperspectivesoffast-charginggraphiteanodesforlithium-ionbatteries》、《FromLi-ionbatteriestowardNa-ionchemistries:challengesandopportunities》、開源證券研究所2.1導(dǎo)電劑:導(dǎo)電劑可電極材料導(dǎo)電性,且在電池總成本中占比較低

導(dǎo)電劑可電極材料導(dǎo)電性,且在電池總成本中占比較低。從正極的角度來看,在大電流下,鋰離子擴(kuò)散產(chǎn)生的內(nèi)部顆粒應(yīng)力普遍被放大,這將增加電池運(yùn)行過程中的不均一性,產(chǎn)生更多的應(yīng)力,導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的破壞和容量的惡化。為了提高正極材料的快速充電性能,目前的策略通常集中在構(gòu)建高導(dǎo)電性的路徑和構(gòu)建短的鋰離子擴(kuò)散路徑。導(dǎo)電劑可提高電極材料導(dǎo)電性。根據(jù)德方納米招股說明書,鋰離子電池的正極活性材料多為過渡金屬氧化物等半導(dǎo)體或者絕緣體,因此需要加入導(dǎo)電劑以提高活性物質(zhì)和集流體之間以及活性顆粒之間的導(dǎo)電性。根據(jù)德方納米招股說明書,導(dǎo)電炭黑含量增加到3%時(shí),鋰離子電池的首次充放電效率達(dá)到最高。一般工藝經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)電劑添加量一般為正極或負(fù)極重量的1%-3%,由于導(dǎo)電劑添加量較少,其占電池成本的比例較低。據(jù)國昂高科公眾號(hào),導(dǎo)電劑約占電池成本的1%,因而鋰電池企業(yè)對(duì)導(dǎo)電劑的成本敏感度低。圖:電池正極材料需求添加導(dǎo)電劑資料:德方納米招股說明書、開源證券研究所2.1導(dǎo)電劑:導(dǎo)電炭黑和碳納米管為主要的導(dǎo)電材料,快充需求將推動(dòng)導(dǎo)電劑出貨量進(jìn)一步增長

導(dǎo)電炭黑和碳納米管為兩類主要的導(dǎo)電材料。導(dǎo)電炭黑方面,導(dǎo)電炭黑為剛性的納米顆粒,其與電極材料顆粒之間形成點(diǎn)接觸。導(dǎo)電炭黑具有較好的離子和電子導(dǎo)電能力,同時(shí)具有較大的比表面積,有利于電解質(zhì)的吸附而提高離子電導(dǎo)率。其一次顆粒團(tuán)聚形成支鏈結(jié)構(gòu),能夠與活性材料形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu),有助于提高材料的電子導(dǎo)電率。碳納米管方面,據(jù)復(fù)朗施納米科技公眾號(hào),碳納米管(CNT)通過線形結(jié)構(gòu)鏈接電極材料顆粒,CNT中C—C鍵由于sp2雜化,使得碳納米管表面的電子運(yùn)動(dòng)速度接近光速的1/300,使得CNT的導(dǎo)電效率優(yōu)于導(dǎo)電炭黑。據(jù)復(fù)朗施納米科技公眾號(hào)、德方納米招股書,理論上導(dǎo)電炭黑、CNT在正負(fù)極中的使用比例分別為3%、1.5%。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),2021年國內(nèi)導(dǎo)電劑市場中,炭黑占據(jù)市場份額的60%,碳納米管占據(jù)27%,兩者總占比達(dá)到了87%。

快充需求將推動(dòng)導(dǎo)電劑出貨量進(jìn)一步增長。據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),2016年以來,導(dǎo)電劑出貨量快速增長,2022年出貨量為3.7萬噸,同比+76%。隨著快充車型滲透率不斷提高,提高電極導(dǎo)電性需求增強(qiáng)將帶動(dòng)導(dǎo)電劑需求進(jìn)一步增長。圖:導(dǎo)電炭黑為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸,CNT為線對(duì)點(diǎn)接觸圖:2021年,國內(nèi)導(dǎo)電劑類型以導(dǎo)電炭黑為主圖:2016年以來,導(dǎo)電劑出貨量快速增長40,000120%100%80%60%40%20%0%萬噸導(dǎo)電石墨其他35,00030,00025,00020,00015,00010,0005,00004%1%石墨烯8%炭黑碳納米管石墨烯導(dǎo)電石墨其他碳納米管27%炭黑60%7,3505,6666,0403,6784,4652016201720182019202020212022導(dǎo)電炭黑石墨烯出貨量同比(右軸)碳納米管其他導(dǎo)電石墨總出貨量資料:wxxgft公眾號(hào)數(shù)據(jù):高工鋰電公眾號(hào)、開源證券研究所數(shù)據(jù):天奈科技公告、高工鋰電公眾號(hào)、開源證券研究所2.1導(dǎo)電劑-導(dǎo)電炭黑:中高端導(dǎo)電炭黑長期依賴進(jìn)口,進(jìn)程有望加快

中高端導(dǎo)電炭黑長期依賴進(jìn)口,亟待國產(chǎn)化。目前國內(nèi)使用主流的導(dǎo)電炭黑類型可分為乙炔炭黑、SuperPLi、科琴黑,由于SuperPLi較高的電導(dǎo)率和較低的價(jià)格,成為目前電池廠商使用廣泛的炭黑類導(dǎo)電劑。國內(nèi)電池企業(yè)用的中高端導(dǎo)電炭黑主要為法國益瑞石的SP產(chǎn)品,但該產(chǎn)品的問題在于:(1)海外產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)較慢。2021年以來海外產(chǎn)能難以滿足國內(nèi)新能源行業(yè)對(duì)導(dǎo)電炭黑的需求;(2)產(chǎn)品價(jià)格較高。2021年Q4以來SP供給持續(xù)緊張,部分電池企業(yè)選擇用國產(chǎn)乙炔黑作為替代,但乙炔黑的導(dǎo)電性能較差。隨著新能源行業(yè)快速發(fā)展,電池企業(yè)急迫需要中、高端導(dǎo)電炭黑實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,以使其能獲得性價(jià)比更高的產(chǎn)品,以及穩(wěn)定的產(chǎn)品供應(yīng)。

海外企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度慢,進(jìn)程有望加快。海外企業(yè)方面,根據(jù)益瑞石2022年一季報(bào),益瑞石擬投資8,000萬歐元擴(kuò)產(chǎn)比利時(shí)的炭黑生產(chǎn)線,但地緣沖突影響,短期內(nèi)或難以順利投產(chǎn);根據(jù)高工鋰電報(bào)道,卡博特在建導(dǎo)電炭黑項(xiàng)目一期1.5萬噸/年產(chǎn)能,預(yù)計(jì)2024年H1投產(chǎn)。國內(nèi)企業(yè)方面,目前僅黑貓股份、無錫東恒生產(chǎn)的導(dǎo)電炭黑在性能上可對(duì)標(biāo)SP,其中黑貓股份規(guī)劃投產(chǎn)7萬噸/年導(dǎo)電炭黑產(chǎn)能??傮w上看,國外企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)緩慢,而國內(nèi)對(duì)高性能導(dǎo)電炭黑產(chǎn)品需求量不斷增大,黑貓股份有望抓住行業(yè)供需緊平衡的窗口期,加速推進(jìn)導(dǎo)電炭黑國產(chǎn)化進(jìn)程。受益標(biāo)的:黑貓股份。表:SuperPLi具有較高的電導(dǎo)率和較低的價(jià)格,使用性價(jià)比較高表:黑貓股份導(dǎo)電炭黑產(chǎn)能大幅擴(kuò)張,將新增7萬噸/年產(chǎn)能生產(chǎn)企業(yè)和興化學(xué)國家中國2023年產(chǎn)能(萬噸/年)備注種類比表面積/(m2·g-1)2023年價(jià)格(萬元/噸)材料參數(shù)乙炔黑粒徑D50/nm

OAN/mL電導(dǎo)率★★可分散性★★★3在建產(chǎn)能2萬噸/年焦作和興永東股份無錫東恒日本電化益瑞石中國中國中國日本法國中國428040402502905.5-11乙炔黑在建產(chǎn)能4.8萬噸/年SuperPLi60★★★★★★★4.2-6.51.32有新建產(chǎn)線規(guī)劃SP黑貓股份1在建產(chǎn)能7萬噸/年KetenblackECP-600JD1,27030495★★★★★★-LITX系列卡博特獅王美國日本--在建產(chǎn)能

萬噸

年3/科琴黑數(shù)據(jù)

:立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)、同花順金融研究中心、黑貓股份公告、永東股份公告、焦作日?qǐng)?bào)公眾號(hào)、開源證券研究所數(shù)據(jù)

:百川盈孚、《鋰離子電池導(dǎo)電劑的研究進(jìn)展》、鋰電產(chǎn)業(yè)通、華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、開源證券研究所2.1

導(dǎo)電劑-導(dǎo)電炭黑:油爐法適用于生產(chǎn)高性能導(dǎo)電炭黑,但生產(chǎn)壁壘較高

油爐法更適用于生產(chǎn)高性能導(dǎo)電炭黑。導(dǎo)電炭黑主要以乙炔法和油爐法生產(chǎn)。乙炔法:先由電石(碳化鈣)或石腦油(粗汽油)熱解時(shí)副產(chǎn)氣分解精制得到的純度99%以上的乙炔,再經(jīng)連續(xù)熱解后得到炭黑。油爐法:以液態(tài)烴如煤焦油系或石油系油品為原料,在反應(yīng)爐中于1,200~1,900℃燃燒、裂解而生成炭黑。相較于乙炔法,油爐法的優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)時(shí)間短、雜質(zhì)含量少、產(chǎn)品均一性較好,因而更適用于生產(chǎn)高品質(zhì)的導(dǎo)電炭黑,如SuperPLi的主流生產(chǎn)工藝便是采用油爐法生產(chǎn)。同時(shí),隨著快充需求增加,行業(yè)對(duì)高導(dǎo)電性能的導(dǎo)電炭黑需求持續(xù)增加,而提高導(dǎo)電炭黑比表面積能夠使得單位體積中的導(dǎo)電炭黑數(shù)量增加,進(jìn)而提高導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電性能。目前比高面積更高、性能更優(yōu)的科琴黑也是由油爐法生產(chǎn)。

導(dǎo)電炭黑行業(yè)壁壘在于:(1)高性能炭黑對(duì)原料油的品質(zhì)和反應(yīng)爐的爐型要求高。結(jié)構(gòu)值越高的導(dǎo)電炭黑,導(dǎo)電性能越好,對(duì)電極材料的低溫性能、倍率性能提升越高。而炭黑結(jié)構(gòu)值高低的控制,取決于原料油的品質(zhì)和反應(yīng)爐的爐型,需要研發(fā)企業(yè)具有較為深厚的技術(shù)積累。反應(yīng)爐保密性較強(qiáng),企業(yè)多自行制造反應(yīng)爐。(2)需要嚴(yán)格控制每一批導(dǎo)電炭黑中金屬雜質(zhì)離子含量。若炭黑中金屬雜質(zhì)離子較多,過多金屬雜質(zhì)在負(fù)極被還原成的金屬,將會(huì)刺穿電池薄膜,造成電池自放電。國內(nèi)炭黑企業(yè)缺乏對(duì)金屬物質(zhì)殘留控制的經(jīng)驗(yàn),除金屬雜質(zhì)離子工藝也成為導(dǎo)電炭黑的核心壁壘之一。圖:油爐法可生產(chǎn)高品質(zhì)炭黑,但對(duì)原料品質(zhì)、反應(yīng)爐要求高圖:導(dǎo)電炭黑結(jié)構(gòu)值越高,導(dǎo)電性越高結(jié)構(gòu)低高高低著色力分散性光澤度粘度易難低高高高低低導(dǎo)電性資料:鋰電聯(lián)盟會(huì)長公眾號(hào)、開源證券研究所資料:聯(lián)科科技招股說明書2.1

導(dǎo)電劑-導(dǎo)電炭黑:受快充需求推動(dòng),高比表面積導(dǎo)電炭黑需求量或?qū)⒊掷m(xù)提升

假設(shè):據(jù)高工鋰電、中國證券報(bào),假設(shè)1GWh動(dòng)力電池正極重量2,200噸,假設(shè)普通電池中導(dǎo)電炭黑在正極中添加為2.5%,則1GWh普通動(dòng)力電池導(dǎo)電炭黑需求量約為55噸。(1)若快充動(dòng)力電池使用低比表面積導(dǎo)電炭黑,

據(jù)石化聯(lián)合會(huì)化工新材料專委會(huì)公眾號(hào),4C情況下1GWh導(dǎo)電炭黑需求較2C下將提升約35%以上,同時(shí)集流體的涂炭也會(huì)增加導(dǎo)電炭黑的需求,因此我們假設(shè)快充電池中導(dǎo)電炭黑需求量比普通電池需求量增加50%,即1GWh快充動(dòng)力電池對(duì)導(dǎo)電炭黑需求量約為83噸;(2)若快充動(dòng)力電池使用高比表面積導(dǎo)電炭黑,由于其導(dǎo)電性能優(yōu)于低比表面積導(dǎo)電炭黑,則假設(shè)1GWh快充動(dòng)力電池導(dǎo)電炭黑需求量與普通電池中的導(dǎo)電炭黑需求一致,為55噸。表:預(yù)計(jì)2024-2026年,若快充動(dòng)力電池使用高比表面積導(dǎo)電炭黑,導(dǎo)電炭黑需求量分別為0.53、1.07、1.99萬噸單位20222023E2024E2025E2026E基礎(chǔ)假設(shè)中國動(dòng)力電池裝車總量GWh%萬輛%29591%68796%0.1%38631%95038%2%50832%1,15522%19%64828%1,40922%30%80524%1,61014%45%yoy中國新能源汽車總銷量yoy中國快充車型滲透率%中國快充動(dòng)力電池裝機(jī)量GWh%萬輛%0.38971150%219194101%42336286%724yoy中國快充車型銷量yoy0.70%192663%1055%93%71%假設(shè)1:快充動(dòng)力電池采用低比表面積導(dǎo)電炭黑單GWh導(dǎo)電炭黑需求量導(dǎo)電炭黑需求量yoy噸830.00830.062521%4.000.261210%135830.801150%4.003.211150%14683833.0186%4.0012.0286%166萬噸%萬元/噸億元%1.61101%4.006.46101%153

預(yù)測(cè):我們預(yù)計(jì)2024-2026年,(1)若快充動(dòng)力電池使用低比表面積導(dǎo)電炭黑,導(dǎo)電炭黑需求量分別為0.80、1.61、3.01萬噸,分別同比+1150%、+101%、+86%;單車價(jià)值量分別為146、153、166元/輛;(2)若快充動(dòng)力電池使用高比表面積導(dǎo)電炭黑,導(dǎo)電炭黑需求量分別為0.53、1.07、1.99萬噸,分別同比+1150%、+101%、+86%,單車價(jià)值分別為157、164、179元/輛。通過上述分析可知,使用高或者低比表面積的導(dǎo)電炭黑,導(dǎo)電炭黑在新能源汽車中的單車價(jià)值量較為接近,但高比表面積的導(dǎo)電炭黑使用量較少,從而可提高正極活性物質(zhì)的比例,進(jìn)而提高電池的能量密度。未來若行業(yè)朝“高能量密度+高電壓快充”的目標(biāo)前進(jìn),高比表面積導(dǎo)電炭黑的使用比例或?qū)⒊掷m(xù)提升。導(dǎo)電炭黑價(jià)格導(dǎo)電炭黑市場規(guī)模yoy導(dǎo)電炭黑單車價(jià)值yoy8.000.02元/輛%285-53%8%5%9%假設(shè)2:快充動(dòng)力電池采用高比表面積導(dǎo)電炭黑單GWh導(dǎo)電炭黑需求量導(dǎo)電炭黑需求量yoy噸550.002550.042521%6.500.282521%145550.531150%6.503.451150%15755551.9986%6.5012.9586%179萬噸%萬元/噸億元%1.07101%6.506.95101%164導(dǎo)電炭黑價(jià)格導(dǎo)電炭黑市場規(guī)模yoy導(dǎo)電炭黑單車價(jià)值yoy6.500.01元/輛%153-5%8%5%9%數(shù)據(jù):高工鋰電、高工產(chǎn)研、石化聯(lián)合會(huì)化工新材料專委會(huì)、新華社、中國證券報(bào)等公眾號(hào)、1688網(wǎng)站、開源證券研究所2.1導(dǎo)電炭黑-黑貓股份:炭黑龍頭進(jìn)軍新能源材料,全力打造第二成長曲線

公司為炭黑龍頭企業(yè)。據(jù)公司官網(wǎng),截至2023年末,公司從事炭黑、焦油精制和白炭黑三大業(yè)務(wù),擁有炭黑產(chǎn)能114萬噸/年、煤焦油深加工產(chǎn)能達(dá)95萬噸/年、氣相法白炭黑產(chǎn)能0.2萬噸/年、沉淀法白炭黑產(chǎn)能6萬噸/年,是國內(nèi)炭黑行業(yè)中生產(chǎn)規(guī)模突出、產(chǎn)業(yè)鏈一體化優(yōu)勢(shì)明顯的領(lǐng)軍企業(yè)。

公司擬全面布局鋰電碳材料。公司憑借自身成熟的煤焦油深加工產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),借助鋰電池行業(yè)發(fā)展契機(jī),擬從鋰電池正極材料、負(fù)極材料等方面切入新能源賽道,有望打造公司第二成長曲線。據(jù)公司公告,(1)中高端導(dǎo)電炭黑(對(duì)標(biāo)SP):公司規(guī)劃在內(nèi)蒙古烏海、江西樂平分別建設(shè)5萬噸/年、2萬噸/年產(chǎn)能。(2)碳納米管:公司在建5,000噸/年碳納米管粉體產(chǎn)能。(3)煤系針狀焦:公司在建“年產(chǎn)8萬噸碳基材料一體化項(xiàng)目”,一期建設(shè)4萬噸/年煤系針狀焦、3,200噸/年精蒽、1,300噸/年咔唑產(chǎn)能,其中煤系針狀焦產(chǎn)品可用于制備鋰電池負(fù)極材料。表:公司立足炭黑主業(yè),擬全面布局鋰電碳材料分類產(chǎn)品2023年產(chǎn)能(萬噸/年)規(guī)劃產(chǎn)能應(yīng)用領(lǐng)域炭黑114950.26輪胎、橡膠制品、塑料制品、涂料、油墨等蒽油、工業(yè)萘、洗油、酚油、輕油、粗酚煤、瀝青等煤焦油深加工氣相法白炭黑沉淀法白炭黑主營業(yè)務(wù)硅橡膠輪胎、鞋類、其他橡膠制品、獸藥制品、牙膏、涂料等規(guī)劃在內(nèi)蒙古烏海、江西樂平分別建設(shè)5萬噸/年、2萬噸/年產(chǎn)能導(dǎo)電炭黑碳納米管1作為導(dǎo)電劑,用于鋰電池領(lǐng)域在建5,000噸/年碳納米管粉體產(chǎn)能鋰電碳材料煤系針狀焦規(guī)劃8萬噸/年產(chǎn)能,分2期建設(shè)超高功率石墨電極、鋰電負(fù)極材料分三期進(jìn)行建設(shè),共建設(shè)8×2萬噸/年生產(chǎn)線,共16萬噸/年,其中一期建設(shè)1×2萬噸/年生產(chǎn)線,全鋼輪胎、特種輪胎(工程胎、航空胎等)、橡膠二期建設(shè)3×2萬噸/年生產(chǎn)線,三期建設(shè)4×2萬

制品等領(lǐng)域噸/年生產(chǎn)線其他碳材/橡膠復(fù)合母膠資料:公司公告、百川盈孚、開源證券研究所2.2碳包覆瀝青:碳包覆瀝青便宜且性能優(yōu)異,為行業(yè)中常用的負(fù)極包覆材料,可緩解鍍鋰問題

石墨具有緩慢的鋰嵌入動(dòng)力學(xué)和低鋰化電壓,大電流快充會(huì)導(dǎo)致負(fù)極鋰沉積。據(jù)《Fast

Charging

Anode

Materials

for

Lithium-lon

Batteries:

CurrentStatusand

Perspectives》數(shù)據(jù),石墨具有相對(duì)較低的成本、高克容量(372mAh/g)、低運(yùn)行電位和出色的循環(huán)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì),已成為鋰電池負(fù)極的常用材料。但石墨具有緩慢的鋰嵌入動(dòng)力學(xué)和低鋰化電壓(0.08VvsLi/Li),在大電流條件下(超過1C)在快速充電條件下,Li+在電解液中的傳輸速率遠(yuǎn)快于Li+嵌入石墨層的速率,更多的Li+在負(fù)極表面積累而不是嵌入到石墨原子層的間隙中,導(dǎo)致嚴(yán)重電壓極化并使石墨負(fù)極電位降至0V(vs.Li/Li+)。沉積的鋰金屬會(huì)與電解液發(fā)生反應(yīng)或形成電隔離(稱為“死鋰”),增加內(nèi)阻,使電池的容量迅速衰減。隨著越來越多的鋰金屬沉積,可能會(huì)導(dǎo)致鋰枝晶過度生長,進(jìn)而穿孔隔膜并導(dǎo)致短路,甚至嚴(yán)重的熱失控和安全問題。為了解決這個(gè)問題,需要對(duì)天然石墨進(jìn)行改性。

碳包覆瀝青便宜且性能優(yōu)異,為行業(yè)中常用的負(fù)極包覆材料。行業(yè)中常用的方法是通過瀝青類材料對(duì)石墨進(jìn)行固相包覆改性處理。據(jù)《石油瀝青包覆對(duì)石墨負(fù)極電化學(xué)性能的影響分析》(劉仍禮),由于瀝青價(jià)格較為便宜,且有著相對(duì)較高的殘?zhí)柯?,在高溫下時(shí)流動(dòng)性表現(xiàn)優(yōu)異。當(dāng)處在高溫惰性條件下,瀝青既能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于石墨材料表面的包覆,還可以通過微孔向石墨顆粒內(nèi)部滲透,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石墨材料本身電子電導(dǎo)率以及振實(shí)密度的提高,可以在極大程度上優(yōu)化材料的循環(huán)性能和充放電效率。圖:碳包覆核殼結(jié)構(gòu)”示意圖圖:負(fù)極包覆材料(實(shí)物圖)圖:快充條件下石墨負(fù)極鍍鋰圖示圖:負(fù)極鍍鋰引起的降解機(jī)理資料:儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)公眾號(hào)資料:儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)公眾號(hào)資料

:《瀝青包覆工藝在鋰電池負(fù)極材料中的研究進(jìn)展》(江晨等)資料:信德新材招股書2.2碳包覆瀝青:負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)越高,負(fù)極材料倍率性能越好,對(duì)應(yīng)市場價(jià)值越高

負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)越高,負(fù)極材料倍率性能越好。負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)越高相應(yīng)結(jié)焦值越高,雜質(zhì)含量少,包覆效果越佳,負(fù)極材料倍率性能越佳,相應(yīng)其產(chǎn)品附加值越高。據(jù)《瀝青炭包覆對(duì)球形石墨電化學(xué)性能的影響》(劉準(zhǔn)亮等),1C的電流密度下,隨著軟化點(diǎn)的升高,軟化點(diǎn)272.8℃瀝青炭包覆的試樣循環(huán)性能顯著增強(qiáng),1C下的放電容量為345.56mAh/g,比未處理晶質(zhì)石墨提高了225.67mAh/g。表:負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)越高相應(yīng)結(jié)焦值越高,雜質(zhì)含量少圖:負(fù)極包覆瀝青軟化點(diǎn)越高,負(fù)極材料倍率性能越好規(guī)格軟化點(diǎn)℃結(jié)焦值%25-49.90.1C0.2C0.1C0.5C低溫負(fù)極包覆材料中溫負(fù)極包覆材料中高溫負(fù)極包覆材料高溫負(fù)極包覆材料110≤軟化點(diǎn)<170170≤軟化點(diǎn)<220220≤軟化點(diǎn)<270270≤軟化點(diǎn)≤2801C50.0-63.063.1-73.974.0-80.0未處理瀝青包覆石墨-1軟化點(diǎn)157.4℃瀝青包覆石墨-2軟化點(diǎn)202.0℃瀝青包覆石墨-3軟化點(diǎn)272.8℃數(shù)據(jù):信德新材招股書、開源證券研究所數(shù)據(jù):《瀝青炭包覆對(duì)球形石墨電化學(xué)性能的影響》(劉準(zhǔn)亮等)

、開源證券研究所2.2碳包覆瀝青:負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)越高,負(fù)極材料倍率性能越好,對(duì)應(yīng)市場價(jià)值越高

負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)越高,對(duì)應(yīng)市場價(jià)值越高。據(jù)《包覆瀝青的制備方法及市場分析》(陳月亮等),2021年,包覆瀝青下游98%用于鋰電負(fù)極包覆,且自2020-2022年,受鋰電行業(yè)景氣高增帶動(dòng),包覆瀝青價(jià)格持續(xù)上漲。據(jù)《包覆瀝青的制備方法及市場分析》(陳月亮等)預(yù)估數(shù)據(jù),

2022年高端、中端包覆瀝青價(jià)格分別為1.66、1.15萬元/噸。快充電池對(duì)雜質(zhì)更少、性能更高的高溫包覆瀝青需求將進(jìn)一步提升,具有高溫包覆瀝青的生產(chǎn)企業(yè)有望受益。圖:2021年,包覆瀝青下游98%用于鋰電負(fù)極包覆圖:2016-2021年,高端包覆瀝青較中端產(chǎn)品貴3,500元以上17,000其他,瀝青基碳纖維0.42%16,00015,00014,00013,00012,00011,00010,000紡絲,1.58%鋰電池負(fù)極材料包覆瀝青基碳纖維紡絲鋰電池負(fù)極材料包其他覆,98%2016201720182019202020212022E高端包覆瀝青價(jià)格(元/噸)中端包覆瀝青價(jià)格(元/噸)數(shù)據(jù):《包覆瀝青的制備方法及市場分析》(陳月亮數(shù)據(jù):《包覆瀝青的制備方法及市場分析》(陳月亮等)、開源證券研究所等)、開源證券研究所2.2碳包覆瀝青:快充電池中的需求比例將進(jìn)一步提升,行業(yè)供給格局整體較為分散

普通電池中包覆瀝青使用比例約11%,快充電池中的需求比例將進(jìn)一步提升。據(jù)中科長光創(chuàng)投公眾號(hào)數(shù)據(jù),石墨負(fù)極包覆瀝青的過程主要包括:一次造粒、二次造粒、石墨化、包覆碳化等,其中二次造粒、包覆碳化環(huán)節(jié)將分別添加4%-6%、5%-7%的包覆瀝青,綜合添加比例約為11%。同時(shí),據(jù)信德新材招股書數(shù)據(jù),包覆瀝青在使用過程中存在11%的生產(chǎn)損耗。在快充電池中,為提高負(fù)極石墨對(duì)于鋰離子傳輸?shù)乃俣?,包覆瀝青的使用比例將進(jìn)一步提高,同時(shí)對(duì)高溫包覆瀝青的需求將進(jìn)一步增加。

信德新材為行業(yè)龍頭企業(yè),行業(yè)供給格局整體較為分散。據(jù)隆眾資訊、信德新材招股書、石墨時(shí)訊公眾號(hào)等數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2023年,包覆瀝青產(chǎn)能約為18萬噸/年,同比增長36.23%,其中信德新材為行業(yè)龍頭企業(yè),產(chǎn)能為7萬噸/年,產(chǎn)能占比37.23%,行業(yè)供給格局整體較為分散。圖:普通電池負(fù)極在二次造粒、包覆碳化時(shí)將分別添加4%-6%、5%-7%的包覆瀝青表:預(yù)計(jì)2023年,包覆瀝青產(chǎn)能約為18萬噸/年,同比增長38.46%20202021202242023E7信德新材遼寧鑫瑞嘉山東常任新疆中碳遼寧潤興大連明強(qiáng)遼寧奧億達(dá)其他2.52.5二次造粒3.53.52石墨原料瀝青焦預(yù)處理一次造粒石墨化整形包覆碳化0.20.50.50.53.88111比例:4%~6%0.50.50.53.88.80.50.50.53.813.80.50.50.53.818.8比例:5%~7%包裝入庫包覆碳化混料篩分除磁包覆碳化匯總資料:中科長光創(chuàng)投公眾號(hào)、開源證券研究所數(shù)據(jù):隆眾資訊、信德新材招股書、石墨時(shí)訊公眾號(hào)、《包覆瀝青的制備方法及市場分析》(陳月亮等)、開源證券研究所(注:假設(shè)2020-2023年其他企業(yè)產(chǎn)能未擴(kuò)張)2.2碳包覆瀝青:隨著快充車型滲透率持續(xù)提升,包覆瀝青需求量及市場空間將持續(xù)提升表:預(yù)計(jì)2024-2026年,動(dòng)力電池對(duì)包覆瀝青總需求量分別為8.39、11.11、14.47萬噸,分別同比+40%、+32%、+30%

假設(shè):單位

2022

2023E2024E2025E2026E單位負(fù)極碳包覆瀝青細(xì)分需求測(cè)算快充電池-中高溫碳包覆瀝青20222023E2024E2025E2026E

(1)快充電池全部用高溫包覆瀝青、普通動(dòng)力電池全部用中低溫包覆瀝青;基礎(chǔ)假設(shè)中國新能源汽車銷量新能源汽車總銷量

萬輛

6879501,15522%1,40922%1,61014%快充動(dòng)力電池出貨量

GWh08971941,25015%3621,25015%

(2)據(jù)中國證券報(bào)公眾號(hào)數(shù)據(jù),1GWh電池負(fù)極重量約為1,250噸;yoy%96%38%單GWh負(fù)極重量碳包覆瀝青添加比例損耗率噸%%1,25015%1,25015%1,25015%快充滲透率%0.1%

2.0%19%30%45%快充車型銷量萬輛0.71921942372411%0.0111%0.161.611%2.031.611%4.101.511%7.631.4

(3)假設(shè)快充、普通電池中包覆瀝青添加比例分別為15%、11%;損耗率為11%,即快充、普通電池中包覆瀝青使用比例分別為17%、12%。yoy%2663%1055%93%71%碳包覆瀝青總用量

萬噸中國鋰電池裝機(jī)量動(dòng)力電池裝車總量碳包覆瀝青價(jià)格

萬元/噸

1.4GWh

295386508648805碳包覆瀝青市場規(guī)模

億元0.010.263.256.1410.68yoy%91%31%32%28%24%yoy%2895%1150%89%74%

預(yù)測(cè):快充電池裝車量GWh

0.29GWh

294897194362普通電池-中低溫碳包覆瀝青普通動(dòng)力電池出貨量

GWhGWh普通電池裝車量匯總3784124544432941,25011%11%4.553781,25011%11%5.8514121,25011%11%6.360.94541,25011%11%7.010.84431,25011%11%6.840.7

預(yù)計(jì)2024-2026年,動(dòng)力電池對(duì)包覆瀝青總需求量分別為8.39、單負(fù)極重量噸%%11.11、14.47萬噸,分別同比+

負(fù)極碳包覆瀝青總需萬噸

4.556.0132%6.1112%648.3940%8.9847%7811.1132%11.7531%8314.4730%15.4732%96碳包覆瀝青添加比例損耗率求量40%、+32%、+30%;對(duì)應(yīng)市場規(guī)模分別為8.98、11.75、15.47億元,分別同比+47%、+31%、+32%。受益標(biāo)的:信德新材。yoy%負(fù)極碳包覆瀝青總市億元

5.47碳包覆瀝青總用量

萬噸場規(guī)模yoy%碳包覆瀝青價(jià)格

萬元/噸

1.2碳包覆瀝青市場規(guī)模

億元

5.46負(fù)極碳包覆瀝青單車元/輛805.857%5.72-2%5.61-2%4.79-15%價(jià)值yoy%-19%21%7%15%yoy%數(shù)據(jù):高工鋰電、高工產(chǎn)研、中國證券報(bào)等公眾號(hào)、新華社公眾號(hào)、開源證券研究所2.2碳包覆瀝青-信德新材:信德新材為包覆瀝青行業(yè)龍頭企業(yè),產(chǎn)業(yè)一體化布局加快

信德新材為碳包覆瀝青龍頭企業(yè)。信德新材是行業(yè)領(lǐng)先的碳基新型材料供應(yīng)商,其產(chǎn)品兩大產(chǎn)品均主要用于鋰電池負(fù)極材料:一是作為負(fù)極包覆材料用于鋰電池負(fù)極材料的生產(chǎn)加工;另一個(gè)用途是經(jīng)過紡絲碳化等加工,制成瀝青基碳纖維。

產(chǎn)品營收方面,據(jù)公司公告,2019-2021年,公司低溫負(fù)極包覆材料營收持續(xù)降低,轉(zhuǎn)而更多銷售中高溫及以上附加值更高的包覆材料,提高公司產(chǎn)品競爭力。據(jù)公司公告,2022年,公司包覆材料營收4.66億元,同比增長41.04%

產(chǎn)能方面,據(jù)公司公告,截至2023年12月,公司擁有瀝青包覆材料產(chǎn)能7萬噸/年,分基地來看,大連基地產(chǎn)能4萬噸/年,其中3萬噸/年產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)一體化生產(chǎn);成都昱泰基地3萬噸/年一體化生產(chǎn),公司生產(chǎn)成本持續(xù)降低。圖:公司主要生產(chǎn)負(fù)極包覆材料,下游主要用于鋰電池負(fù)極圖:2019年以來,公司包覆材料營收持續(xù)增長50,00045%40%35%30%25%20%15%10%5%萬元45,00040,00035,00030,00025,00020,00015,00010,0005,000石墨包覆粘結(jié)鋰電池負(fù)極道路瀝青負(fù)極包覆材料焦類其他原料古馬隆樹脂乙烯焦油00%2019202020212022瀝青基碳纖維低溫負(fù)極包覆材料高溫負(fù)極包覆材料中溫負(fù)極包覆材料2022年?duì)I收中高溫負(fù)極包覆材料營收同比(右軸)資料:信德新材招股書及公告、開源證券研究所數(shù)據(jù):信德新材招股書及公告、開源證券研究所2.3硅基負(fù)極:硅基材料可提高負(fù)極克容量,主要采用納米硅碳負(fù)極、硅氧負(fù)極兩條技術(shù)路線

硅基材料可提高負(fù)極克容量,但存在材料粉碎、SEI持續(xù)增長等問題。使用瀝青包覆石墨雖然能夠提高石墨的導(dǎo)電性能和循環(huán)性能,但會(huì)降低石墨克容量。目前行業(yè)主要采用納米硅碳負(fù)極、硅氧負(fù)極兩條技術(shù)路線。

硅基負(fù)極的優(yōu)勢(shì)在于:(1)具有高比容量,據(jù)《球型Si基碳包覆鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展》(李東霖等)、粉體圈公眾號(hào),硅基負(fù)極理論比容量可達(dá)到4,200mAh/g,室溫下可達(dá)到3,579mAh/g,是商業(yè)化石墨負(fù)極372mAh/g的近10倍;(2)允許在不影響整體能量密度的情況下減小電極的厚度,從而可以降低快速充電過程產(chǎn)生的濃度和潛在的梯度效應(yīng)。

缺點(diǎn)在于:(1)材料粉碎。據(jù)《Fast

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and

Perspectives》、元能科技公眾號(hào),當(dāng)電壓降至0.01-0.1V時(shí),每個(gè)Si原子與4.4Li結(jié)合,體積膨脹約420%,而商業(yè)化石墨負(fù)極體積膨脹約10%-15%;(2)SEI持續(xù)增長。硅基材料的體積膨張導(dǎo)致原本完整的SEI破裂,新鮮的Si重新與電解液接觸再次形成SEL,隨循環(huán)進(jìn)行SEI反復(fù)形成-破裂-形成使之越來越厚,導(dǎo)致活性工的損失以及界面電阻的增加,縮短電池循環(huán)壽命;(3)電極的形態(tài)和體積變化。顆粒間原本規(guī)則的距離被破壞,粉化的顆粒脫離導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),使得硅顆粒與集流體喪失電接觸,導(dǎo)致電池容量下降而最終失效。為解決硅基負(fù)極的上述缺陷,納米硅碳負(fù)極、硅氧負(fù)極為行業(yè)主要發(fā)展的兩條技術(shù)路線。圖:硅基材料存在材料粉碎、SEI持續(xù)增長等問題表:目前行業(yè)主要采用納米硅碳負(fù)極、硅氧負(fù)極兩條技術(shù)路線納米化(納米)硅碳硅氧①可逆容量高,達(dá)1,700-1,800mAh/g,接近理論容量;②循環(huán)性能和倍率性能相對(duì)于其他硅基負(fù)極材料好。①克容量高;優(yōu)點(diǎn)

②首次充放電效率高;③工藝相對(duì)于其他硅基負(fù)極材料較為成熟。與碳基材料、金屬化合物復(fù)合①大批量生產(chǎn)電化學(xué)性能優(yōu)異的產(chǎn)品較難;缺點(diǎn)

②循環(huán)性能和庫倫效率有待提高;③電極膨脹率較高。多孔化硅氧化首次庫倫效率低(71.4%),無法單獨(dú)使用,需要預(yù)鋰化處理。應(yīng)用場

主要用于消費(fèi)電子行業(yè),例外:松下將硅碳負(fù)

主要用于動(dòng)力電池,例外:小米11Pro和景極用于鋰電池,并搭載在特斯拉電車ullta版本手機(jī)搭載硅氧負(fù)極電池預(yù)鋰化資料:《鋰離子電池硅基負(fù)極研究進(jìn)展》(白羽等)資料:粉體圈公眾號(hào)、開源證券研究所2.3硅基負(fù)極:CVD氣相沉積硅碳路線,未來產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程或?qū)⑻崴?/p>

CVD氣相沉積硅碳路線或?qū)⒊蔀槲磥硇袠I(yè)發(fā)展技術(shù)路線。目前有三條路線已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用:(1)研磨法納米硅碳路線。從已實(shí)現(xiàn)的性能結(jié)果來看,研磨法硅碳的循環(huán)性能尚不達(dá)標(biāo);(2)硅氧路線(一代硅氧和預(yù)鋰化硅氧)。據(jù)石墨邦公眾號(hào),形成Li2O和鋰硅酸鹽的過程消耗大量鋰離子,不僅成本大幅上漲,且材料首效很低,僅為40%~80%,相比之下石墨為90%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到全電池對(duì)負(fù)極材料的要求;(3)CVD氣相沉積硅碳路線。CVD氣相沉積硅所需生產(chǎn)流程短,設(shè)備少,理論成本低,是更因此被各家電芯廠具終局意義的硅負(fù)極解決方案。

硅基負(fù)極性能瓶頸持續(xù)突破,未來產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程或?qū)⑻崴佟?jù)源來資本、DT新材料公眾號(hào),美國企業(yè)Group14技術(shù)的硅基材料的比容量能達(dá)到2000mAh/g,首效達(dá)到90%;美國TitanSilicon全硅負(fù)極使用壽命結(jié)束時(shí)900次循環(huán)膨脹率<6%,與石墨電池相似。據(jù)高工鋰電公眾號(hào),寧德時(shí)代、億緯鋰能、蜂巢能源等頭部電池企業(yè)已憑借其硅基負(fù)極的性能優(yōu)勢(shì),落地高能量密度電池產(chǎn)能。未來隨著“負(fù)極摻硅”電池持續(xù)落地,硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程或?qū)⑻崴?。受益?biāo)的:杉杉股份、硅寶科技、翔豐華等。表:寧德時(shí)代、億緯鋰能、蜂巢能源等頭部電池企業(yè)已憑借其硅基負(fù)極的性能優(yōu)勢(shì),落地高能量密度電池產(chǎn)能研發(fā)、量產(chǎn)、裝車進(jìn)展圖:CVD在多孔碳上沉積硅示意圖電池企業(yè)“負(fù)極摻硅”電池寧德時(shí)代麒麟電池能量密度255Wh/kg2023年3月量產(chǎn),已裝車極氪、理想、阿維塔和哪吒汽車21700電池能量密度約262Wh/kg21700已規(guī)?;慨a(chǎn),裝車特斯拉Model3特斯拉4680電池海外消息披露能量密度244Wh/kg,預(yù)計(jì)二代將達(dá)288Wh/kg,目標(biāo)能量密度300h/kg德州電池工廠4680累計(jì)產(chǎn)量超1000萬顆,已裝車ModelYAWD,預(yù)計(jì)配套新車Cybertruck億緯鋰能中創(chuàng)新航蜂巢能源46系列規(guī)劃未來能量密度實(shí)現(xiàn)350Wh/kg第200萬46系大圓柱電池顆于9月下線資料:

《化學(xué)氣相沉積法制備硅碳復(fù)應(yīng)用硅碳負(fù)極的高能高鎳多元電池能量密度350Wh/kg,循環(huán)壽命超1500次已量產(chǎn),并配套裝車合負(fù)極材料的研究進(jìn)展》(付祥南等)針對(duì)低空出行推出9系高鎳/硅體系電池搭載小鵬匯天電動(dòng)垂起飛行汽車X3試飛供貨寶馬MINI圖:TitanSilicon全硅負(fù)極900次循環(huán)膨脹率<6%三元高鎳+硅負(fù)極電芯能量密度達(dá)260Wh/kg.首代高鎳+高首效硅體系電池能量密度將達(dá)280Wh/kg,常溫循環(huán)1000次,未來將優(yōu)化至300Wh/kg首代產(chǎn)品將于2024年開始量產(chǎn)比克電池力神電池三年內(nèi)推出能量密度≥330Wh/kg的“負(fù)極摻硅準(zhǔn)固態(tài)產(chǎn)品成功開發(fā)能量密度>280Wh/kg的第一代4695大圓柱產(chǎn)品,2023年8月完成設(shè)計(jì)定型預(yù)研產(chǎn)品4695能量密度300Wh/kg,循環(huán)性能2000次資料:高工鋰電公眾號(hào)、開源證券研究所資料:DT新材料公眾號(hào)2.4多孔碳:多孔碳的好壞直接決定未來產(chǎn)品的量產(chǎn)能力,且占硅碳生產(chǎn)成本的35%

多孔碳的性能直接決定硅基產(chǎn)品性能,且占硅碳生產(chǎn)成本的35%。據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),多孔碳占硅碳生產(chǎn)成本的35%。CVD氣相沉積硅碳的技術(shù)壁壘和產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)主要在于多孔碳的選型、沉積設(shè)備和沉積工藝三個(gè)主要方面。其中多孔碳的性能直接決定硅基產(chǎn)品性能,不同多孔碳需要和不同的石墨作為匹配,才能在電芯端表現(xiàn)出良好的性能。不同場景下的碳骨架孔徑、孔容、孔隙率要求均不一樣,性能差異極大,需要專業(yè)的電芯設(shè)計(jì)人員配合才能完成開發(fā)。硅碳負(fù)極的主流廠家,正在解決多孔硅碳的可生產(chǎn)性問題,提升材料性能,加快多孔硅碳的商用化進(jìn)程。圖:在多孔碳上沉積納米Si為硅碳生產(chǎn)難點(diǎn)圖:多孔碳占硅碳生產(chǎn)成本的35%上游產(chǎn)業(yè)二氧中游產(chǎn)業(yè)下游產(chǎn)業(yè)能耗,5%控制成本氧化亞硅化硅其他材料,10%難點(diǎn)、差異化硅★★★硅氧碳負(fù)極材料硅氧碳預(yù)鋰化電子產(chǎn)品★★★★★★★碳源氣圓柱電池硅烷氣體,鋰鹽/鋰50%多孔碳,35%石墨軟包電池方形電池難點(diǎn)、差異化納米硅包覆★★★★★硅合金SiM難點(diǎn)控制成本納米負(fù)極材料★碳商用車儲(chǔ)能納米硅碳預(yù)鋰化★★★★無機(jī)溶劑和助劑★★★硅烷氣體多孔碳其他材料能耗在多孔碳上沉積納米Si鋰鹽/鋰數(shù)據(jù)

:高工鋰電公眾號(hào)、開源證券研究所數(shù)據(jù):粉體圈公眾號(hào)、開源證券研究所2.4多孔碳:未來隨著硅碳負(fù)極出貨量持續(xù)增加,或?qū)?dòng)多孔碳需求持續(xù)增加

假設(shè):表:2024-2026年,多孔碳需求量分別為0.56、0.89、1.41萬噸,分別同比+114%、+59%、+58%單位

20222023E2024E2025E2026E單位多孔碳細(xì)分需求測(cè)算快充-動(dòng)力電池20222023E2024E2025E2026E

(1)普通動(dòng)力電池負(fù)極添加比例:據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),2022年硅基負(fù)極出貨量1.6萬噸,占負(fù)極總出貨量137萬噸的1.1%。據(jù)鋰電材料觀察公眾號(hào),假設(shè)碳硅比例55:45,則普通動(dòng)力電池負(fù)極添加比例約為0.5%?;A(chǔ)假設(shè)中國新能源汽車銷量新能源汽車總銷量

萬輛

6879501,1551,4091,610

動(dòng)力電池出貨量

GWh0897194362yoy%96%38%22%19%21922%30%42314%

單GWh負(fù)極重量45%

多孔碳添加比例噸%1,2502.5%0.00161,2502.5%0.02121,2502.5%0.30121,2502.5%0.61121,2502.5%1.1312快充滲透率快充車型銷量yoy%0.1%

2.0%萬輛

0.719724多孔碳需求量多孔碳價(jià)格萬噸萬元/噸

(2)快充動(dòng)力電池負(fù)極添加比例:據(jù)《硅基負(fù)極材料商業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析》(王松杰等),假設(shè)快充動(dòng)力電池中硅基負(fù)極添加比例為5%,假設(shè)碳硅比例55:45,則快充動(dòng)力電池負(fù)極多孔碳添加比例約為2.5%。%2663%1055%93%71%中國鋰電池裝機(jī)量多孔碳市場規(guī)模

億元yoy0.010.293.627.2913.58動(dòng)力電池裝車總量

GWh

295386508648805%1865%1150%101%86%yoy%91%31%32%28%24%快充電池裝車量

GWh

0.29普通電池裝車量

GWh

294897194454362

普通-動(dòng)力電池443

動(dòng)力電池出貨量

GWh3784122941,2500.5%0.18163781,2500.5%0.24124121,2500.5%0.26124541,2500.5%0.28124431,2500.5%0.2812匯總單GWh負(fù)極重量1.41

多孔碳添加比例噸%

預(yù)測(cè):2024-2026年,多孔碳需求量分別為0.56、0.89、1.41萬噸,分別同比+114%、+59%、+58%;假設(shè)多孔碳單噸售價(jià)為12萬元/噸,則2024-2026年,多孔碳市場規(guī)模分別為6.71、

10.69

16.90

,

比+114%、+59%、+58%

。多孔碳總需求量

萬噸

0.180.2641%3.136%0.56114%6.71114%580.8959%10.6959%76yoy%58%16.9058%多孔碳需求量多孔碳價(jià)格萬噸萬元/噸多孔碳總市場規(guī)模

億元

2.96yoy%多孔碳市場規(guī)模

億元yoy2.942.84-4%3.099%3.4010%3.32-2%多孔碳單車價(jià)值

輛/4333105%數(shù)據(jù):高工鋰電、高工產(chǎn)研、中國證券報(bào)、新華社等公眾號(hào)、

Wind、開源證券研究所2.4多孔碳-元力股份:公司依托自身活性炭生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì),朝新能源碳材料領(lǐng)域進(jìn)軍

公司為活性炭生產(chǎn)企業(yè)龍頭。公司專注于活性炭、硅酸鈉、硅膠的生產(chǎn)、銷售、研發(fā)創(chuàng)新工作,為活性炭行業(yè)龍頭企業(yè)。據(jù)公司公告,2021年公司活性炭產(chǎn)品市占率超過30%,為國內(nèi)木質(zhì)活性炭行業(yè)龍頭企業(yè)。據(jù)公司公告及Carbontech公眾號(hào),截至2022年年底,公司擁有活性炭、硅酸鈉(折固體)、硅膠、超級(jí)電容等產(chǎn)品產(chǎn)能分別為12.24、29、2.6、0.04萬噸/年。

公司依托自身活性炭生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì),朝新能源碳材料領(lǐng)域進(jìn)軍。鈉電池方面,據(jù)公司環(huán)評(píng),公司擬建設(shè)5萬噸/年生物質(zhì)基硬碳負(fù)極材料,用于鈉電池負(fù)極。儲(chǔ)能方面,據(jù)Carbontech公眾號(hào)報(bào)道,公司以活性炭作為超級(jí)電容的電極材料,未來3-5年內(nèi)將再建設(shè)600噸/年產(chǎn)能,超級(jí)電容用活性炭總產(chǎn)能達(dá)到1,000噸/年。鋰電池方面,公司目前將基于自身活性炭生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì),布局多孔碳產(chǎn)能。表:公司依托自身活性炭生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì),朝新能源碳材料領(lǐng)域進(jìn)軍業(yè)務(wù)分類主要產(chǎn)品2022年產(chǎn)能(萬噸/年)

產(chǎn)能利用率在建產(chǎn)能投資建設(shè)情況新增產(chǎn)能為募投項(xiàng)目“南平工業(yè)園區(qū)活性炭建設(shè)項(xiàng)目”實(shí)施陸續(xù)增加活性炭12.242994.86%96.08%0.5萬噸/年截至2022年末,“年產(chǎn)32萬噸固體水玻璃項(xiàng)目”,已建成投產(chǎn)一期年產(chǎn)8萬噸生產(chǎn)線,二期年產(chǎn)8萬噸/年的生產(chǎn)線;剩余后續(xù)根據(jù)實(shí)際情況逐步建設(shè)硅酸鈉(折固體)傳統(tǒng)主業(yè)截至2022年末,“年產(chǎn)8萬噸硅膠項(xiàng)目”,已建成投產(chǎn)一期年產(chǎn)2萬噸生產(chǎn)線,剩余后續(xù)根據(jù)實(shí)際情況逐步建設(shè)硅膠2.6103.69%硬碳5萬噸/年600噸/年布局當(dāng)中用于鈉電池領(lǐng)域未來3-5年內(nèi)總產(chǎn)能達(dá)到1,000噸/年用于硅碳負(fù)極新能源業(yè)務(wù)超級(jí)電容多孔碳0.04數(shù)據(jù):元力股份公告及環(huán)評(píng)、Carbontech公眾號(hào)、開源證券研究所2.5

電解液-雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI):受快充需求推動(dòng),需求量或?qū)⒊掷m(xù)增加

受快充需求推動(dòng),雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)需求量或?qū)⒊掷m(xù)增加。目前行業(yè)中主要以低成本的無機(jī)鋰鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)作為主流的電解液溶質(zhì),但因其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、低溫環(huán)境下效率受限等缺陷,尤其是在快充電池中,對(duì)電解液導(dǎo)電效率、熱穩(wěn)定性能提出更高的要求。雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)具有高導(dǎo)電率、高化學(xué)穩(wěn)定性、高熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn),更契合快充需求。LiFSI的問題在于合成工藝較為復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高,目前主要與LiPF6混合使用。未來待快充需求持續(xù)增加,或?qū)?dòng)LiFSI需求持續(xù)提升。

國內(nèi)各大企業(yè)正在積極加碼布局LiFSI,加速LiFSI在鋰鹽領(lǐng)域的滲透。據(jù)氟務(wù)在線公眾號(hào)數(shù)據(jù),截至2023年12月,國內(nèi)LiFSI產(chǎn)能為4.32萬噸/年,未來規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到18.44萬噸/年,其中比較明確在2024-2025年投產(chǎn)產(chǎn)能分別為2.5、4萬噸/年。未來隨著行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)增加,規(guī)模化生產(chǎn)及技術(shù)進(jìn)步將帶動(dòng)LiFSI成本下降,加速LiFSI在鋰鹽領(lǐng)域的滲透。表:LiFSI相較于LiPF6具有更高的電導(dǎo)率和循環(huán)壽命,但合成成本較高表:截至2023年12月統(tǒng)計(jì),LiFSI規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到18.44萬噸/年比較項(xiàng)目LiFSI>200℃≤4.5V易溶高LiPF6>80℃>5V易溶較高差公司名稱天賜材料現(xiàn)有產(chǎn)能(萬噸/年)

擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能(萬噸/年)預(yù)計(jì)投產(chǎn)日期(備注)0.2352024年暫不明確暫不明確2024年2025年底暫不明確分解溫度氧化電壓溶解度2

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