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深度*行业*电力设备行业快充系列报告之一:快充普及加速 关注负极工艺优化与技术升级

中银国际证券股份有限公司 2023-12-17

快充有望解决新能源汽车补能焦虑,趋势明确。目前快充瓶颈主要在于负极,从提升快充性能的主流路线看,负极碳化包覆是实现快充的必要条件,随着快充负极占比提升,包覆材料企业有望受益;多层复合结构设计可以有效提升电池倍率性能和稳定性,相关工艺和设备存在壁垒,头部电池企业和涂布设备厂商有望受益;维持行业强于大市评级。

支撑评级的要点

快充加快普及,负极材料极大程度影响电池快充性能:全球电动化大趋势不改,新能源汽车销量和渗透率持续提升。里程和充电焦虑成为影响消费者购买新能源汽车的重要因素。充电过程中锂离子在外电场的作用和锂离子浓度差的推动下部分脱出,在电解液中迁移并嵌入负极材料,形成稳定的插层化合物。因此,锂离子在负极与电解质界面处以及负极颗粒内部的固相扩散速度对快充性能影响较大。

二次造粒兼顾倍率、容量、首效等综合性能:对于负极材料而言,其粒度、形貌、比表面积、石墨化度、振实密度等都会影响锂离子电池性能,而容量和倍率性能通常是互斥的两个指标。负极一次颗粒通常为小颗粒,表面积大,锂离子迁移通道多、路径短、倍率性能好,而大颗粒压实密度高,容量大。二次造粒可以兼顾大颗粒和小颗粒的优点,获得容量高、倍率性能好的负极材料。

碳化包覆可加快嵌锂和保护负极,是实现快充负极的必要条件:受石墨自身结构和嵌锂机制的限制,导致Li+在石墨层间的扩散较慢,同时,在快充时锂离子快速嵌入和脱出,石墨结构会反复变化,容易造成石墨颗粒的破碎、粉化,影响其充放电循环性。碳化包覆可以在石墨外层形成无定形碳的包覆层,降低了石墨材料的各向异性,使锂离子能够快速输送到石墨层边缘插入,同时可以抑制石墨层的剥落,从而减少不可逆副反应的发生,抑制析锂,降低快充对石黑材料的破坏。

电极分层和浓度梯度设计可提升电极倍率性能和稳定性:大倍率下,电极极化现象会更加明显,最终导致电极厚度方向上的活性物质无法充分发挥容量。仅通过从活性材料改性以及调整涂层单一组分配比,无法解决电极结构本身存在的问题,需要对电极结构存在的问题有针对地进行多层复合结构设计。多层复合结构设计可以有效提升电池倍率性能和稳定性,相关工艺和设备存在壁垒,头部电池企业和涂布设备厂商有望受益。

投资建议

新能源汽车全球景气度持续向上,全年销量有望再创历史新高。快充有望解决新能源汽车补能焦虑,趋势明确。目前快充瓶颈主要在于负极,碳化包覆可加快嵌锂和保护负极,是实现快充的必要条件,包覆材料有望受益于快充需求增长;电极多层复合结构设计可以有效提升电池倍率性能和稳定性,相关工艺和设备存在壁垒,头部电池企业和设备厂商有望受益。

推荐中科电气、尚太科技、璞泰来、杉杉股份、翔丰华,建议关注贝特瑞、信德新材、元力股份等。

评级面临的主要风险

新能源汽车产业政策不达预期;新能源汽车产品力不达预期;产业链需求不达预期;产业链价格竞争超预期;原材料价格出现不利波动。

免责声明

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