敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 1/2 32 0 2 3 年 0 8 月 1 7 日 证券 研究 报告|产业 专题 报告解 决 续航 焦 虑 最后 一 棒，快 充 进程 加 快 催生 材 料 新 变化动 力 电 池 行 业 深 度 报 告电 力 设 备 及 新 能 源投资 评级：推荐（维持）分 析 师：胡 鸿 宇分析师登记编码：S 0 8 9 0 5 2 1 0 9 0 0 0 3电话：0 2 1-2 0 3 2 1 0 7 4邮箱：h u h o n g y u c n h b s t o c k.c o m销 售 服 务 电 话：0 2 1-2 0 5 1 5 3 5 5行 业 走 势 图（2 0 2 3 年 8 月 1 6 日）资 料 来 源：w i n d，华 宝 证 券 研 究 创 新 部相 关 研 究 报 告1、产业资本偏爱制取用，关键环节国产化蓄 势待发 2 0 2 3 年氢能产 业投融资点评 2 0 2 3-0 7-2 72、【产业研究】边际盈利 改善，充电 桩 运 营 商 有 望 迎 来 黎 明 前 的 曙 光 充 电 桩 行 业 深 度 报 告（二）2 0 2 3-0 6-0 23、充 电 桩 迎 来 加 速 期，出 海 认 证+渠 道+技 术 构 建 壁 垒 充 电 桩 行 业深度报告 2 0 2 3-0 5-1 7投 资 要 点 新 能 源 汽 车 发 展 进 入 高 压 快 充 加 速 发 展 时 期，高 压 快 充 成 为 主 流。电 动 汽 车发 展 的 核 心 痛 点 是 里 程 焦 虑，解 决 里 程 焦 虑 有 补 齐 续 航 和 提 高 充 电 速 率 两 种 途径。2 0 2 3 年 上 半 年 我 国 新 能 源 汽 车 渗 透 率 已 经 超 过 3 0%，后 续 跨 越 电 动 车 渗透 率 鸿 沟，推 广 快 充 是 必 然 之 路。快 充 可 通 过 高 电 压 或 大 电 流 实 现，大 电 流 快充 方 式 的 劣 势 明 显，目 前 高 电 压 成 为 了 快 充 主 要 趋 势。负 极 材 料 改 进 及 车 企 纷 纷 布 局，推 进 快 充 产 业 化 进 程 加 速。单 方 面 追 求 充 电倍 率 并 非 技 术 瓶 颈，快 充 发 展 难 点 在 于 平 衡 兼 顾 电 芯 的 倍 率 需 求 以 及 容 量 和 能量 密 度 需 求，究 其 背 后 原 理 是，极 化 造 成 电 池 产 热、负 极 析 锂 和 容 量 损 失。因此，要 想 实 现 电 池 超 快 充，需 要 改 善 电 池 充 电 过 程 的 极 化 问 题，关 键 在 于 对 负极 的 离 子 迁 移 条 件 进 行 优 化。对 传 统 石 墨 负 极 材 料 进 行 改 性，通 过 掺 硅、碳 包覆、导 电 剂、粘 结 剂 等 新 材 料 的 应 用，能 够 提 高 锂 离 子 的 嵌 入 通 道 与 扩 散 速 度，从 而 提 高 负 极 的 倍 率 性 能。目 前 头 部 车 企 纷 纷 加 速 布 局，快 充 市 场 空 间 广 阔，根 据 测 算 我 们 预 计 到 2 0 2 5 年 快 充 渗 透 率 有 望 达 到 3 0%以 上，全 球 搭 载 快 充 的车 型 有 望 超 过 1 9 0 万 辆。对 传 统 石 墨 负 极 材 料 进 行 改 性 具 有 不 同 方 面 应 用。负 极 是 快 充 的 核 心 环 节，二 次 造 粒、表 面 碳 包 覆、硅 碳 负 极 是 提 高 倍 率 性 的 三 条 路 径；导 电 剂 可 以 提 升电 池 倍 率 性，目 前 导 电 炭 黑 国 产 替 代 加 速，碳 纳 米 管 渗 透 率 不 断 提 升；新 型 锂盐 L i F S I 增 加 导 电 性 适 配 快 充 体 系，用 量 有 望 提 升；硅 基 负 极 易 膨 胀 的 特 性 使得 新 型 粘 结 剂 P A A 迎 来 发 展 机 遇；此 外，快 充 对 性 能 的 要 求 推 动 芳 纶 涂 覆 需求 提 升。风 险 提 示：新 能 源 汽 车 销 量 增 速 不 及 预 期；高 压 快 充 电 池 量 产 不 及 预 期；大功 率 充 电 桩 等 配 套 基 础 设 施 的 普 及 不 及 预 期；此 外 文 中 提 及 的 上 市 公 司 旨 在 说明 行 业 发 展 情 况，不 构 成 推 荐 覆 盖。产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 2/2 3内容 目录1.新 能 源 汽 车 发 展 进 入 高 压 快 充 加 速 发 展 时 期.41.1.跨 越 电 动 车 渗 透 率 鸿 沟，推 广 快 充 是 必 然 之 路.41.2.快 充 可 通 过 高 电 压 或 大 电 流 实 现，高 压 快 充 成 为 主 流.52.负 极 材 料 改 进 及 车 企 纷 纷 布 局，推 进 快 充 产 业 化 进 程 加 速.72.1.解 决 快 充 发 展 瓶 颈 的 关 键 在 于 对 负 极 的 离 子 迁 移 条 件 进 行 优 化.72.2.头 部 车 企 纷 纷 加 速 布 局，快 充 市 场 空 间 广 阔.1 03.快 充 对 材 料 性 能 的 影 响.1 23.1.快 充 负 极：二 次 造 粒、表 面 碳 包 覆、硅 碳 负 极 是 提 高 倍 率 性 的 三 条 路 径.1 23.2.导 电 剂：导 电 炭 黑 国 产 替 代 加 速，碳 纳 米 管 渗 透 率 不 断 提 升.1 53.3.电 解 液：快 充 体 系 下 新 型 锂 盐 L i F S I 用 量 有 望 提 升.1 83.4.粘 结 剂：硅 基 负 极 带 动 P A A 粘 结 剂 渗 透 率 提 升.1 83.5.隔 膜：快 充 对 性 能 的 要 求 推 动 有 机 涂 覆 需 求 提 升.1 94.相 关 上 市 公 司.2 15.风 险 提 示.2 2图表 目录图 1：新 能 源 汽 车 渗 透 率.4图 2：消 费 者 购 买 新 能 源 车 的 主 要 原 因.4图 3：消 费 者 不 购 买 新 能 源 车 的 主 要 原 因.4图 4：历 年 上 市 车 型 最 大 标 称 续 航.5图 5：历 年 新 上 市 车 型 平 均 及 最 小 快 充 时 长.5图 6：快 充 实 现 路 径.7图 7：充 放 电 过 程 电 池 极 化 示 意.8图 8：负 极 析 锂 现 象 及 其 危 害.9图 9：不 同 充 电 倍 率 下 人 造 石 墨 负 极 可 用 比 容 量.9图 1 0：一 次 颗 粒 人 造 石 墨 颗 粒 S E M 照 片.1 2图 1 1：二 次 颗 粒 人 造 石 墨 S E M 照 片.1 2图 1 2：锂 离 子 在 无 包 覆/有 包 覆 石 墨 材 料 中 嵌 入 模 式 对 比.1 3图 1 3：不 同 软 化 点 沥 青 包 覆 天 然 石 墨 的 倍 率 性 能.1 3图 1 4：不 同 包 覆 比 例 石 墨 的 倍 率 性 能，高 倍 率 下 碳 包 覆 含 量 高，倍 率 性 能 更 强.1 3图 1 5：经 过 涂 覆 的 颗 粒 表 面 更 粗 糙，可 以 减 少 负 极 与 电 解 液 的 直 接 接 触.1 3图 1 6：负 极 比 容 量 与 倍 率 性 能 对 比.1 4图 1 7：中 国 硅 基 负 极 出 货 量.1 4图 1 8：不 同 导 电 剂 分 类.1 5图 1 9：传 统 导 电 剂 仍 占 据 主 流 地 位.1 7图 2 0：炭 黑 在 电 极 中 的 作 用.1 7图 2 1：添 加 单 壁 碳 纳 米 管 可 以 提 升 硅 基 负 极 循 环 性 能.1 7图 2 2：P A A 与 负 极 活 性 材 料 间 粘 结 的 作 用 机 理.1 9图 2 3：P A A 粘 结 剂 能 够 更 好 地 限 制 活 性 材 料 体 积 膨 胀 问 题.1 9图 2 4：勃 姆 石 隔 膜 热 稳 定 性 测 试.2 0图 2 5：P V D F 涂 覆 前 后 对 比.2 0图 2 6：不 同 隔 膜 的 表 面 扫 描 电 镜 图.2 0ZXDWuNsPmPqRqOpMsPrOrQ8O8Q7NtRmMmOmPiNrRzRlOoMnMaQoPqOvPoMrOuOqNwO产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 3/2 3表 1：充 电 效 率 对 照.5表 2：纯 电 动 车 快 充 动 力 电 池 参 数 对 照.7表 3：各 家 车 企 8 0 0 V 布 局 情 况.1 0表 4：快 充 2 0 2 3-2 0 2 5 年 市 场 空 间 测 算（万 辆）.1 1表 5：不 同 类 型 负 极 材 料 性 能 对 比.1 3表 6：国 内 企 业 硅 碳 负 极 产 业 化 现 状.1 4表 7：不 同 导 电 剂 性 能 对 比.1 5表 8：L i F S I 和 六 氟 磷 酸 理 对 比.1 8表 9：不 同 负 极 粘 结 剂 性 能 对 比.1 9产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 4/2 31.新能 源汽 车发 展进 入高 压快 充加 速发 展时 期1.1.跨 越 电 动 车 渗 透 率 鸿 沟，推 广 快 充 是 必 然 之 路电 动 汽 车 渗 透 率 快 速 提 升，消 费 者 需 求 已 从 政 策、补 贴 驱 动 转 变 为 对 电 动 车 本 身 使 用 价 值优 势 的 认 可。自 推 广 新 能 源 汽 车 以 来，过 去 十 年，全 球 新 能 源 汽 车 销 量 取 得 了 较 大 规 模 的 复 合增 速。目 前 新 能 源 汽 车 仍 处 于 渗 透 率 快 速 提 升 的 阶 段，2 0 2 3 年 上 半 年 我 国 新 能 源 汽 车 渗 透 率 已经 超 过 3 0%。当 前，新 能 源 车 已 经 具 备 了 较 高 的 大 众 认 知 度，消 费 者 需 求 已 从 政 策、补 贴 驱 动转 变 为 对 电 动 车 本 身 使 用 价 值 优 势 的 认 可。后 续，电 动 车 渗 透 率 提 升 有 望 继 续 延 续，主 要 在 于电 动 车 产 品 力 提 升、存 量 增 换 购 群 体 对 电 动 车 接 受 度 高 以 及 出 行 理 念 潜 移 默 化 的 革 新。图 1：新 能 源 汽 车 渗 透 率资料来源：乘联会，华宝证券研究创新部电 动 汽 车 发 展 的 核 心 痛 点 是 里 程 焦 虑，解 决 里 程 焦 虑 有 补 齐 续 航 和 提 高 充 电 速 率 两 种 途 径。根 据 各 机 构 对 消 费 者 购 车 因 素 的 调 研，运 行 费 用 低、牌 照/限 行 政 策 优 势、安 静、动 力 性 能 好、新 潮 智 能、环 保 等 是 电 动 车 相 对 燃 油 车 的 主 要 优 势，也 是 现 有 消 费 者 购 车 的 重 要 驱 动 因 素。而潜 在 消 费 者 没 有 购 买 新 能 源 车 的 主 要 原 因 包 括 对 续 航 不 足、充 电 不 便、购 买 价 格 高、质 量 安 全性 等 方 面 的 担 忧。里 程 焦 虑 是 制 约 消 费 者 购 买 新 能 源 车 的 主 要 因 素，因 此 后 续 在 以 换 购 和 首 购消 费 者 为 主 的 电 动 车 市 场，对 电 动 车 短 板 的 补 齐 是 其 渗 透 率 提 升 的 关 键 驱 动 因 素，这 就 需 要 解决 里 程 焦 虑 问 题，解 决 里 程 焦 虑 有 补 齐 续 航 和 提 高 充 电 速 率 两 种 途 径。图 2：消 费 者 购 买 新 能 源 车 的 主 要 原 因 图 3：消 费 者 不 购 买 新 能 源 车 的 主 要 原 因资料来源：腾讯，华宝证券研究创新部 资料来源：麦肯锡，华宝证券研究创新部产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 5/2 3电 动 车 发 展 初 期，续 航 里 程 不 足 矛 盾 更 加 突 出 从 而 获 得 优 先 发 展，快 充 整 体 发 展 相 对 滞 后。电 动 汽 车 购 车 补 贴 主 要 以 车 辆 续 航 里 程 以 及 动 力 电 池 能 量 密 度 为 评 价 指 标 确 定 补 贴 额 度，消 费者 需 求 叠 加 政 策 鼓 励 使 得 在 此 期 间 动 力 电 池 的 能 量 密 度，以 及 纯 电 动 汽 车 的 续 航 里 程 迅 速 提 高。相 比 之 下，快 充 整 体 发 展 相 对 滞 后，但 趋 势 已 经 显 现，从 2 0 1 7-2 0 2 2 新 上 市 车 型 平 均 快 充 时 长基 本 保 持 在 0.6-0.7 h 之 间，未 体 现 出 下 降 趋 势；但 最 小 快 充 时 长 自 2 0 2 0 年 开 始 从 0.5 h 下 降 到0.1 7 h。图 4：历 年 上 市 车 型 最 大 标 称 续 航（k m）图 5：历 年 新 上 市 车 型 平 均 及 最 小 快 充 时 长（h）资料来源：乘联会，华宝证券研究创新部 资料来源：懂车帝，华宝证券研究创新部后 续 跨 越 电 动 车 渗 透 率 鸿 沟，推 广 快 充 是 必 然 之 路。后 续 提 升 续 航 里 程 的 边 际 效 用 逐 渐 减弱，一 方 面，新 能 源 汽 车 补 贴 逐 步 退 坡，到 2 0 2 3 年 完 全 取 消，政 策 层 面 对 续 航 里 程 和 能 量 密度 的 指 引 减 弱；另 一 方 面 2 0 2 3 年 新 上 市 车 型 的 平 均 标 称 续 航 里 程 已 经 超 过 5 0 0 公 里，基 本 可以 满 足 消 费 者 在 冬 季 之 外 的 长 短 途 出 行，继 续 提 高 带 电 量 和 续 航 里 程，主 要 是 为 了 满 足 在 冬 季低 温 和 夏 季 高 温 下 的 出 行 需 求，后 续 继 续 往 上 提 升 技 术 难 度 加 大 效 用 递 减。而 续 航 里 程 的 提 升带 动 纯 电 动 汽 车 长 途 出 行 场 景 的 增 多，反 过 来 促 进 了 消 费 者 对 途 中 快 充 的 需 求。能 否 像 传 统 车加 油 一 样 实 现 快 速 充 电，成 为 用 户 端 关 注 的 新“痛 点”。后 续 要 跨 越 电 动 车 渗 透 率 鸿 沟，获 得主 流 消 费 者 广 泛 的 支 持，推 广 快 充 是 必 然 之 路。1.2.快 充 可 通 过 高 电 压 或 大 电 流 实 现，高 压 快 充 成 为 主 流快 充 是 指 在 较 短 时 间 内 使 动 力 电 池 达 到 或 接 近 完 全 充 电 状 态，决 定 充 电 速 率 的 指 标 是 充 电倍 率。充 电 倍 率 是 充 电 快 慢 的 一 种 量 度，指 电 池 在 规 定 的 时 间 充 电 至 其 额 定 容 量 时 所 需 要 的 电流 值。对 于 动 力 电 池，快 充 的 平 均 充 电 倍 率 一 般 需 达 到 1 C 或 以 上。电 池 的 充 放 电 倍 率 一 般 由n C（C a p a c i t y）表 示，n C 代 表 一 小 时 充 电 时 间 能 够 充 满 n 倍 电 池 总 电 量，倍 率 值 n 越 大 充 满电 的 时 间 越 短。1 C 指 的 是，如 果 电 池 容 量 是 1 0 0 A h，充 电 电 流 1 0 0 A，就 是 1 C 充 电 倍 率。1 0 0 A h的 电 池，若 能 一 直 以 1 C 充 电，理 论 上 可 以 1 小 时 充 满。表 1：充 电 效 率 对 照充 电 模 式 充 电 倍 率 充 电 时 间快 充3 0 C 2 分 钟2 0 C 3 分 钟1 0 C 6 分 钟产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 6/2 3充 电 模 式 充 电 倍 率 充 电 时 间5 C 1 2 分 钟2 C 3 0 分 钟1 C 1 小 时慢 充0.5 C0.2 C 2 小 时0.1 C 1 0 小 时0.0 5 C 2 0 小 时资料来源：P o w e r-S o n i c，华宝证券研究创新部快 充 可 通 过 高 电 压 或 大 电 流 实 现，高 压 快 充 成 为 主 流。快 充 目 的 在 于 缩 短 充 电 时 间（充 电时 间 h=电 池 能 量 k W h/充 电 功 率 k W），当 电 池 最 大 储 能 一 定 时，提 高 充 电 功 率 可 以 缩 短 充 电时 间，而 充 电 功 率 取 决 于 电 压 和 电 流（功 率 k W=电 流 A 电 压 V），因 此 快 充 的 本 质 是 提 高 充电 功 率，可 以 通 过 提 升 电 压 和 电 流 两 种 方 式 来 实 现。但 大 电 流 快 充 方 式 的 劣 势 明 显，目 前 高 电压 成 为 了 快 充 主 要 趋 势。具 体 而 言：1）高 电 压 快 充 的 优 势 在 于 提 升 效 率 降 低 热 损 耗，缺 点 在 于 需 要 大 幅 改 变 现 有 充 电 设 施。功 率 一 定 时，电 压 越 高 通 过 汽 车 线 路 的 电 流 越 小，由 Q=I Rt 可 知 产 生 的 功 率 损 耗 也 越小，有 效 减 少 发 热 量；电 流 一 定 时，电 压 越 高 电 机 的 功 率 越 大，电 动 车 速 度 就 越 大，电 机 驱 动 的 效 率 也 就 越 高。但 串 联 升 压 对 电 芯 的 一 致 性 提 出 了 很 高 的 要 求；同 时 对 现有 基 础 设 施 进 行 升 级 改 造 的 完 成 周 期 较 长，对 充 电 端 和 车 端 都 有 着 比 较 严 苛 的 耐 高 压要 求。采 用 高 电 压 快 充 的 企 业 包 括 保 时 捷、比 亚 迪 等。2）大 电 流 快 充 的 优 势 在 于 可 以 更 好 兼 容 现 有 充 电 网 络，缺 点 在 于 热 损 失 严 重 充 电 功 率 天花 板 更 低。较 低 的 电 压 平 台 可 以 更 好 的 兼 容 现 有 充 电 网 络，无 需 对 现 有 平 台 进 行 较 大的 升 级 改 造。但 电 路 中 大 电 流 会 产 生 很 高 的 热 损 失，给 热 管 理 系 统 造 成 较 大 负 担，包括 连 接 器、电 缆、电 池 的 连 接、母 线 排 等 电 阻 发 热 量 呈 平 方 级 别 增 长，导 致 峰 值 充 电功 率 虽 然 高，但 平 均 功 率 不 高，同 时 线 缆 粗 细 限 制 了 大 电 流 模 式 的 上 限，使 其 不 能 满足 更 高 充 电 倍 率 的 需 求，充 电 功 率 天 花 板 相 对 高 压 路 线 更 低。采 用 大 电 流 快 充 的 企 业主 要 是 特 斯 拉。产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 7/2 3图 6：快 充 实 现 路 径资料来源：华宝证券研究创新部2.负极 材料 改进 及车 企纷 纷布 局，推进 快充 产业 化进 程加 速2.1.解 决 快 充 发 展 瓶 颈 的 关 键 在 于 对 负 极 的 离 子 迁 移 条 件 进 行 优 化单 方 面 追 求 充 电 倍 率 并 非 技 术 瓶 颈，快 充 发 展 难 点 在 于 平 衡 兼 顾 电 芯 的 倍 率 需 求 以 及 容 量和 能 量 密 度 需 求。从 现 有 高 倍 率 电 池 的 产 品 数 据 来 看，很 多 容 量 在 1 0 A h 以 下 的 小 动 力 电 芯 已经 能 够 实 现 1 0 C 甚 至 2 0 C 以 上 的 充 电 倍 率，这 说 明 对 于 混 动 电 池、电 动 工 具 电 池 等 这 类 主 要需 求 倍 率 性 能，对 电 芯 容 量、能 量 密 度 要 求 不 高 的 应 用 场 景，做 到 很 高 的 充 电 倍 率 并 非 技 术 瓶颈。反 观 纯 电 动 车 用 动 力 电 池，目 前 常 见 的 电 芯 持 续 充 电 倍 率 都 在 1 C 左 右，快 充 产 品 的 充 电倍 率 往 往 也 仅 在 2-4 C。其 与 小 动 力 电 芯 的 需 求 差 异 主 要 在 于，纯 电 动 车 用 动 力 电 池 除 了 需 要 较高 的 充 放 电 倍 率 之 外，还 需 要 较 大 的 单 体 容 量 以 及 较 高 的 能 量 密 度 以 满 足 较 大 的 系 统 带 电 量 需求。因 此，从 产 品 视 角 来 看，目 前 纯 电 动 车 用 电 芯 满 足 快 充 需 求 的 关 键 难 点 在 于 平 衡 兼 顾 电 芯的 倍 率 需 求 以 及 容 量、能 量 密 度 需 求。表 2：纯 电 动 车 快 充 动 力 电 池 参 数 对 照电 池 3 0-8 0%充 电 时 长 电 芯 容 量 P A C K 能 量 密 度宁 德 时 代 阿 维 塔 1 1 长 续 航 版 1 5 m i n(2 C)-1 8 0 W h/k g欣 旺 达 小 鹏 G 9 3 C 1 6 m i n(2 C)7 4 A h 1 6 0 W h/k g巨 湾 技 研 A i o n V P l u s 3 C 1 0 m i n(5 C)5 8 A h 1 3 3 W h/k g巨 湾 技 研 A i o n V P l u s 6 C 5 m i n(6 C)3 0 A h 1 2 8 W h/k g资料来源：阿维塔，懂车帝，电池中国网，华宝证券研究创新部究 其 背 后 原 理 是，极 化 造 成 电 池 产 热、负 极 析 锂 和 容 量 损 失。极 化 的 本 质 是 电 池 内 阻 使 得内 电 路 离 子 与 电 子 的 中 和 过 程 跟 不 上 外 电 路 电 子 的 迁 移 速 率，造 成 电 极 电 位 偏 离 平 衡 电 位 的 现象。当 电 池 无 电 流 通 过 时，其 两 极 之 间 的 电 位 差 为 电 池 的 平 衡 电 位 E。当 有 电 流 通 过 时，实 际上 出 现 了 电 子 与 离 子 两 个 流 通 过 程：其 中 外 电 路 为 电 子 的 流 动，它 起 着 在 电 极 表 面 累 积 电 荷 使产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 8/2 3电 极 电 位 偏 离 平 衡 状 态 的 作 用，也 即 极 化 作 用；内 电 路 为 离 子 的 迁 移，它 起 着 吸 收 电 子 运 动 所传 递 的 电 荷 使 电 极 电 位 恢 复 平 衡 态 的 作 用，也 即 去 极 化 作 用。由 于 内 电 路 离 子 迁 移 的 阻 力 往 往远 大 于 外 电 路 电 子 迁 移 的 阻 力，就 产 生 了 极 化 现 象。充 放 电 倍 率 越 大、电 池 内 部 离 子 迁 移、反应 的 速 度 越 慢（阻 力 越 大），所 产 生 的 极 化 问 题 越 严 重。在 快 充 过 程 中，极 化 现 象 造 成“正 极电 位 偏 高，负 极 电 位 偏 低”，进 而 导 致 的 负 极 析 锂、容 量 损 失 的 以 及 电 池 产 热 是 电 芯 实 现 超 快充 的 主 要 障 碍。图 7：充 放 电 过 程 电 池 极 化 示 意资料来源：电化学原理李荻，华宝证券研究创新部电 池 产 热：高 倍 率 下，会 产 生 大 量 的 不 可 逆 热，给 大 容 量 电 芯 的 散 热 提 出 挑 战，负 极 是 主要 的 产 热 环 节。电 池 充 放 电 过 程 中 的 产 热 主 要 分 为 两 部 分，即 可 逆 热 和 不 可 逆 热。其 中 可 逆 热与 电 池 内 的 化 学 反 应 进 程 有 关，吸/放 热 方 向 与 材 料 的 熵 热 系 数 相 关，产 热 率 与 电 流 成 一 次 方 关系；充 电 过 程 电 池 极 化 电 压 与 平 衡 电 压 之 间 的 差 值 称 为 过 电 压，过 电 压 与 电 流 的 乘 积 即 为 电 池充 电 过 程 不 可 逆 的 能 量 消 耗 也 即 产 生 的 不 可 逆 热。其 产 热 率 与 电 流 成 二 次 方 关 系。从 总 产 热 率上 来 看，充 电 过 程 中 超 过 9 5%的 热 量 都 在 正 负 极 上 产 生，而 其 中 各 时 点 产 热 又 以 负 极 为 主 导。对 于 可 逆 热，由 于 正 极 在 充 电 各 阶 段 的 熵 热 系 数 都 接 近 于 零，因 而 负 极 主 导 了 可 逆 热 的 产 生，在 电 池 高 速 充 电 阶 段（2 0%7 0%S O C）负 极 化 学 反 应 为 放 热 反 应，这 加 剧 了 快 充 过 程 的 产 热问 题；对 于 不 可 逆 热，由 于 嵌 锂 反 应 的 阻 力 要 显 著 大 于 脱 锂 反 应，因 而 充 电 过 程 中 负 极 的 不 可逆 热 也 要 显 著 大 于 正 极，同 时 这 也 意 味 着 负 极 是 快 充 过 程 的 主 要 限 制 环 节。负 极 析 锂：锂 离 子 电 池 是 基 于 锂 嵌 入 反 应 设 计，析 锂 是 指 锂 金 属 电 池 发 生 锂 转 化 反 应，产生 金 属 锂，石 墨 的 嵌 锂 电 位 仅 为 0.1-0.2 V，与 锂 的 析 出 电 位 0 V 非 常 接 近。快 充 过 程 中，严 重的 极 化 现 象 容 易 使 得 负 极 电 位 降 到 0 V 的 析 锂 电 位 以 下，从 而 造 成 锂 的 析 出，随 着 更 多 的 锂 在S E I 膜 下 沉 积 使 得 S E I 膜 破 裂，锂 表 面 又 生 成 新 的 S E I 膜，锂 盐 浓 度 逐 渐 降 低。锂 金 属 开 始 垂直 于 极 片 表 面 生 长，形 成 锂 枝 晶。如 果 枝 晶 刺 破 隔 膜 导 致 内 短 路 会 较 快 电 池 产 热 影 响 电 池 安 全。产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 9/2 3图 8：负 极 析 锂 现 象 及 其 危 害资料来源：锂离子电池负极析锂检测方法的研究进展 周宇等，华宝证券研究创新部容 量 损 失：充 电 过 程 的 电 池 极 化 会 使 得 电 池 的 外 电 压 更 早 地 到 达 充 电 的 截 止 电 压，充 电 倍率 越 高，极 化 越 强，到 达 截 止 电 压 的 速 度 越 快，电 池 的 可 用 容 量 越 小，造 成 充 电 倍 率 越 大，电池 的 可 用 容 量 越 小 的 问 题。图 9：不 同 充 电 倍 率 下 人 造 石 墨 负 极 可 用 比 容 量资料来源：硬碳包覆人造石墨作为锂离子电池负极材料 的快充性能评价 吴敏昌等，华宝证券研究创新部因 此，要 想 实 现 电 池 超 快 充，需 要 改 善 电 池 充 电 过 程 的 极 化 问 题，关 键 在 于 对 负 极 的 离 子迁 移 条 件 进 行 优 化。对 传 统 石 墨 负 极 材 料 进 行 改 性，通 过 掺 硅、碳 包 覆、导 电 剂、粘 结 剂 等 新材 料 的 应 用，能 够 提 高 锂 离 子 的 嵌 入 通 道 与 扩 散 速 度，从 而 提 高 负 极 的 倍 率 性 能。产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 1 0/2 32.2.头 部 车 企 纷 纷 加 速 布 局，快 充 市 场 空 间 广 阔目 前 头 部 车 企 纷 纷 加 速 布 局，超 级 快 充 是 大 势 所 趋。2 0 1 9 年，保 时 捷 T a y c a n 是 全 球 首款 8 0 0 V 高 压 平 台 的 量 产 车 型，支 持 3 5 0 k w 大 功 率 快 充，3 0 分 钟 内 电 量 可 从 5 快 充 到 8 0。近 两 年 高 压 快 充 路 线 受 到 越 来 越 多 主 机 厂 的 青 睐，现 代 起 亚 等 国 际 巨 头 发 布 8 0 0 V 平 台，比 亚迪、吉 利 汽 车 等 都 相 继 开 始 布 局 8 0 0 V 高 压 平 台，造 车 新 势 力 蔚 来、理 想 也 紧 随 其 后。目 前，比 亚 迪、极 氪、广 汽 埃 安、北 汽 极 狐、长 安、长 城 以 及 小 鹏 汽 车 等 多 家 车 企 已 相 继 发 布 8 0 0 V平 台 架 构 或 规 划。根 据 2 0 2 3 年 7 月 6 日 蔚 来 举 办 的 N I O P o w e r D a y 发 布 会，蔚 来 即 将 发 布8 0 0 V 高 压 平 台 电 池 包 及 配 套 换 电 站，并 面 向 全 行 业 开 放。理 想 纯 电 动 车 的 快 充 技 术，目 前 在实 验 室 条 件 下 可 以 做 到 充 电 1 0 分 钟 续 航 4 0 0 公 里 的 成 绩。表 3：各 家 车 企 8 0 0 V 布 局 情 况O E M 电 压 充 电 功 率 电 流 充 电 速 度 最 大 续 航 里 程 量 产 时 间长 城 沙 龙 8 0 0 v 4 0 0 k W 6 0 0 A充 电 1 0 分 钟，续航 4 0 0 公 里8 0 0 k m2 3.3.2 2 日，宣 称沙 龙 将 和 欧 拉 正式 整 合，机 甲 龙入 驻 欧 拉 社 区。比 亚 迪 8 0 0 v 2 2 8 k W充 电 5 分 钟，续航 1 5 0 公 里7 0 0 k m海 豹 系 列 于 2 0 2 3年 5 月 上 市东 风 岚 图 8 0 0 v 3 6 0 k W 6 0 0 A充 电 1 0 分 钟，续航 4 0 0 公 里6 3 1 k m岚 图 f r e e 2 0 2 2 款于 2 0 2 2 年 9 月 上市。广 汽 埃 安 8 0 0 v 4 8 0 k W 6 0 0 A充 电 5 分 钟，续航 2 0 0 公 里5 0 0 k ma i o n v p l u s 7 0 超级 快 充 版 子 2 0 2 2年 8 月 上 市。吉 利 8 0 0 v 3 6 0 k W充 电 5 分 钟，续航 1 2 0 公 里极 氪 C S 1 E 2 0 2 3 年4 月 上 市路 特 斯 8 0 0 v 2 2 5 k W 6 5 0 A充 电 5 分 钟，续航 1 5 0 公 里6 5 0 k mE l e t r e 于 2 0 2 2年 1 0 月 上 市。北 汽 极 狐 8 0 0 v 1 8 7 k W充 电 1 0 分 钟，续航 1 9 6 公 里7 3 5 k m极 羽 阿 尔 法 S 系列 于 2 0 2 2 年 5 月7 日 上 市。小 鹏 8 0 0 v 4 8 0 k W 6 7 0 A充 电 5 分 钟，续航 2 0 0 公 里7 0 2 k mG 9 系 列 于 2 0 2 2年 9 月 上 市。理 想 8 0 0 v 预 计 1 0 0 0 k mM E G A 将 于 2 0 2 3年 底 发 布，预 计明 年 2 月 上 市。零 跑 8 0 0 v 4 0 0 k W充 电 5 分 钟，续航 2 0 0+公 里5 5 0 k m零 跑 B 1 1，2 0 2 3年 7 月 尚 在 测 试阶 段。保 时 捷 8 0 0 v 2 7 0 k W 5 0 0 A从 5%到 8 0%仅 需半 小 时5 3 8 k mT r a y c a n 系 列 于2 0 2 2 年 4 月 上 市奥 迪 8 0 0 v 2 7 0 k W充 电 1 0 分 钟，续航 3 0 0 公 里4 9 5 k mR S e-t r o n G T 于2 0 2 2 年 1 2 月 上市。极 星 8 0 0 v 充 电 2 8 分 钟，续 p o l s t a r 5 计 到 手产业 专题报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 1 1/2 3O E M 电 压 充 电 功 率 电 流 充 电 速 度 最 大 续 航 里 程 量 产 时 间航 7 8 0 公 里 2 0 2 4 年 上 市 a阿 维 塔 科 技 8 0 0 v 2 4 0 k W1 0%-8 0%需 要 2 5分 钟 左 右。7 0 5 k m阿 维 塔 1 系 列 手2 0 2 3 年 3 月 上声。阿 维 塔 科 技 8 0 0 v阿 维 塔 1 2 将 于2 0 2 3 年 9 月 3 0号 发 布。艾 尼 氪 8 0 0 v 3 5 0 k W从 1 0%充 至 8 0%仅需 1 8 分 钟。4 8 0 k ml o n i g 5 于 2 0 2 1年 丰 先 在 海 外 交付。捷 尼 赛 思 8 0 0 v 3 5 0 k W1 8 分 钟 可 以 从1 0%充 到 8 0%。6 4 5 k mK G V 6 0 系 列 手2 0 2 3 年 3 月 上市。华 为 8 0 0 v问 界 M 9 预 计2 0 2 3 年 第 四 季 度发 布。起 亚 8 0 0 v 2 4 0 k W1 0%-8 0%仅 需 1 8分 钟5 2 8 k mE V 6 预 计 手 2 0 2 3年 8 月 上 市。资料来源：汽车之家、懂车帝，华宝证券研究创新部预 计 到 2 0 2 5 年 快 充 渗 透 率 有 望 达 到 3 0%以 上，全 球 搭 载 快 充 的 车 型 有 望 超 过 1 9 0 万 辆。从 现 有 搭 载 8 0 0 V 快 充 的 车 型 来 看，基 本 为 B 级 车 以 上，因 此 我 们 以 B/C 级 车 作 为 基 数 进 行 渗透 率 分 析。2 0 2 2 年 国 内 B/C 级 车 的 占 比 约 为 3 0%，我 们 假 设 B/C 级 车 的 占 比 保 持 3 0%稳 定。根 据 目 前 已 上 市 搭 载 8 0 0 V 架 构 的 车 型 进 行 预 测，2 0 2 2 年 8 0 0 V 快 充 车 型 的 销 量 约 为 5 万 辆，渗 透 率 达 到 3%，2 0 2 3 年 上 半 年 8 0 0 V 快 充 车 型 的 销 量 约 为 1 5 万 辆，渗 透 率 达 到 5%，考 虑 到下 半 年 更 多 8 0 0 V 新 车 上 市，我 们 预 测 2 0 2 3 年 全 年 渗 透 率 为 1 2%，2 0 2 5 年 渗 透 率 有 望 达 到3 0%。基 于 以 上 假 设，我 们 预 计 到 2 0 2 5 年 国 内 搭 载 8 0 0 V 架 构 的 新 能 源 汽 车 有 望 达 到 1 0 5 万辆，3 年 C A G R 为 1 6 5%；全 球 搭 载 8 0 0 V 架 构 的 新 能 源 汽 车 销 量 有 望 达 到 1 9 8.3 9 万 辆，3 年C A G R 为 1 7 9%。表 4：快 充 2 0 2 3-2 0 2 5 年 市 场 空 间 测 算（万 辆）2 0 2 2 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E 2 0 2 5 E国 内 新 能 源 车 销 量 6 2 8.4 9 8 3 2.7 5 9 9 9.3 0 1 1 6 9.1 8全 球 新 能 源 车 销 量 1 0 1 9.6 6 1 3 8 7.6 7 1 7 8 2.2 6 2 2 0 4.3 3国 内 B/C 级 新 能 源 车 销 量 1 8 8.5 5 2 4 9.8 2 2 9 9.7 9 3 5 0.7 5全 球 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