動力電池與電池系統系列報告：快充將推動電池材料體系升級并帶來充電系統大功率與高電壓趨勢-220624（22頁）.pdf

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1、 敬請閱讀末頁的重要說明 證券研究報告 | 行業深度報告 2022 年 06 月 24 日 推薦推薦（維持）（維持） 快充快充將推動將推動電池材料電池材料體系體系升級，并升級，并帶來帶來充電系統大功充電系統大功率與高電壓趨勢率與高電壓趨勢 中游制造/電力設備及新能源 電動車電動車充電充電時效時效是是僅次于長續航之后的重要性能指標僅次于長續航之后的重要性能指標，對整車消費體驗對整車消費體驗的的重要重要性不言而喻。性不言而喻。當前，車企與電池公司正在推動當前，車企與電池公司正在推動充電倍率從充電倍率從 1C-2C 向向 4C 甚至甚至6C 升級升級?？斐??？斐湫枰姵匦枰姵夭牧咸貏e是負極相關材料

2、升級，同時意味著充電系統材料特別是負極相關材料升級，同時意味著充電系統大功率化，大功率化，也就會也就會推動高電壓趨勢推動高電壓趨勢和和整整車車高壓高壓電氣電氣系統系統升級升級。具體而言，負極具體而言，負極材料可能選用材料可能選用二次造粒二次造粒/炭化炭化包覆包覆，并更大比例摻混，并更大比例摻混硅基硅基材料材料和和碳納米管碳納米管材材料。料。而充電而充電系統上系統上可能可能出現出現液冷散熱液冷散熱以及以及高壓器件高壓器件與與新型半導體器件新型半導體器件的的變化變化。 快充不僅影響電池材料，也帶來大功率與快充不僅影響電池材料，也帶來大功率與高壓趨勢高壓趨勢。目前大部分電動車快充倍率在 1C-2C

3、之間，對應充電時間為 0.5-1 小時。當前車企與電池企業紛紛開始啟動 4C 甚至 6C 充電方案，如成功應用，補能效率的痛點將大幅化解?？斐涫且粋€系統工程，首先是給電池帶來新的挑戰，電池材料體系需要改變和升級。其次，快充也意味著充電系統的大功率化，這個對系統散熱、功率半導體器件提出更高要求；多數車企基本都相繼推出 800V 及以上高電壓平臺的快充方案以降低充電電流，也推動了高壓化的趨勢。 電池電池負極負極等材料需要升級等材料需要升級，硅基材料與，硅基材料與 CNT 使用可能增多使用可能增多。電池充電倍率主要取決于負極材料，電池快充性能與負極比容量之間往往存在 trade off 關系，這主要

4、取決于負極材料的粒徑大小指標。主流人造石墨負極材料往往通過二次造粒、炭化包覆、摻雜高比容的硅基材料、天然石墨，以及添加碳納米管導電劑等方式，來平衡高倍率與負極高比容量性能。目前硅基材料與碳納米管的摻混比例低，預計這兩個材料的使用強度可能持續提高。同時硅基負極原材料一般采用納米硅粉，性能更優，在制備難度和成本上還比較高。 充電充電系統系統向向大功率化大功率化高壓高壓化化升級，建設也需要加強升級，建設也需要加強。隨著充電系統功率提升，相應的功率半導體要求更高；同時，充電槍端子及線纜的發熱量會快速增加，因此在大功率充電樁（一般大于 120kW）需采用液冷系統。而為降低充電電流和控制散熱，多數車企推出

5、 800V 及以上高電壓平臺快充方案，高壓化趨勢開始加速；未來高功率、高電壓充電模組產品可能形成差異化。估算當前國內車樁比約 2.7:1，比例偏高，在新能源汽車保有量較大的地區經常出現充電排隊現象。此外，早期投運的部分充電設施參數老舊還需要更新。我們估算 2021-2025 年我國新能源汽車銷量 CAGR 在 36%左右，如果2025 年車樁比要達到 1.5:1， 2021-2025 年新建充電樁 CAGR 將近 45%，可見，需要全社會加大充換電體系的投資強度。 投資建議。投資建議。推薦或關注負極：負極：璞泰來、貝特瑞、杉杉股份、翔豐華、博遷新材（有色）；CNT：天奈科技、道氏技術（汽車）；

6、充電樁及配套充電樁及配套：麥格米特、盛弘股份、英可瑞、和順電氣、炬華科技、永貴電器（電子）、圣龍股份（汽車）等。 風險提示：風險提示：下游需求不及預期、產品價格持續下降、技術進步不及預期 重點公司主要財務指標重點公司主要財務指標 股價股價 21EPS 22EPS 23EPS 22PE 23PE PB 評級評級 璞泰來 81.9 2.53 4.4 6.53 32 22 8 強烈推薦 貝特瑞 84.7 2.97 3.18 4.44 27 19 6 未有評級 杉杉股份 27.1 1.56 1.54 2 18 14 2 強烈推薦 翔豐華 58.2 1 1.83 2.78 32 21 3 未有評級 天奈

7、科技 152.7 1.27 2.71 4.68 56 33 14 未有評級 道氏技術 26.1 0.97 1.22 1.64 21 16 2 強烈推薦 博遷新材 53.0 0.91 1.23 1.65 43 32 7 未有評級 麥格米特 26.8 0.78 1.01 1.36 27 20 3 未有評級 盛弘股份 29.2 0.55 0.79 1.15 37 25 5 強烈推薦 英可瑞 15.0 0.06 3 未有評級 和順電氣 9.7 0.04 3 未有評級 炬華科技 12.7 0.63 0.84 1.30 15 10 2 強烈推薦 永貴電器 18.0 0.32 0.43 0.56 42 32

8、 2 未有評級 圣龍股份 12.7 0.44 2 未有評級 資料來源：公司數據、招商證券 行業規模行業規模 占比% 股票家數（只） 282 6.0 總市值（億元） 71674 8.9 流 通 市 值 （ 億元） 57531 8.5 行業指數行業指數 % 1m 6m 12m 絕對表現 17.6 -10.1 40.1 相對表現 12.8 3.0 56.8 資料來源：公司數據、招商證券 相關相關報告報告 1、電芯結構件盈利有望修復，電池結構變化可能帶來增量動力電池與電池系統系列報告（92）2022-06-21 2、原材料價格開始下降，三元行業景氣度修復動力電池與電池系統系列報告（91）2022-06

9、-17 3、替換周期疊加新標準開始推廣，電表產業將迎來新發展電力設備專題（21）（更新）2022-06-16 游家訓游家訓 S1090515050001 劉劉珺涵涵 S1090519040004 劉巍劉巍 研究助理 -40-20020406080Jun/21Oct/21Feb/22May/22(%)電力設備及新能源滬深300動力電池與電池系統系列報告（動力電池與電池系統系列報告（9 93 3） 敬請閱讀末頁的重要說明 2 行業深度報告 正文正文目錄目錄 一、新一輪快充趨勢正在形成 . 4 二、快充將推動負極升級，硅基材料與 CNT 使用強度可能提升 . 8 三、充電樁系統大功率化與液冷化 .

10、13 3.1、高功率充電模塊可能形成差異化 . 13 3.2、液冷充電槍產業化加速 . 15 四、充電樁建設提速 . 18 五、投資建議 . 20 風險提示 . 20 圖表圖表目錄目錄 圖 1：特斯拉 model 3 在特斯拉超充站的充電功率變化圖 . 5 圖 2：燃油車電動車補能效率對比 . 6 圖 3：中國 ChaoJi 快充標準發展歷程 . 7 圖 4：寧德時代麒麟電池可滿足 4C 高壓快充需求 . 9 圖 5 ：電池快充化設計思路 . 9 圖 6：人造石墨工藝流程圖 . 9 圖 7：負極比容量與倍率性能對比 . 11 圖 8：中國硅基負極出貨量 . 11 圖 9：碳納米管可改善硅基材料

11、的倍率性能 . 11 圖 10：碳納米管可改善硅基材料的循環性能 . 11 圖 11：導電劑阻抗對比（阻抗越低，導電性能越好） . 11 圖 12：充電樁硬件構造 . 14 圖 13：直流充電樁充電原理 . 14 圖 14：交流充電樁充電原理 . 14 圖 15：直流充電模塊成本 . 15 圖 16：直流充電模塊成本占比 . 15 圖 17：充電槍結構圖 . 16 圖 18：特斯拉液冷充電槍專利 . 16 圖 19：國內外充電槍標準接口 . 17 pWcZsUfWkUmWlYpZdUmN7NaOaQsQrRoMnPlOqQrPiNmOoRaQpOoOxNoPtOxNmOuM 敬請閱讀末頁的重要

12、說明 3 行業深度報告 圖 20：中國新能源汽車歷史銷量和保有量 . 18 圖 21：充電樁保有量及車樁比 . 18 圖 22：乘用車對應車樁比可能比較高 . 19 圖 23：電力設備及新能源行業歷史 PEBand . 21 圖 24：電力設備及新能源行業歷史 PBBand . 21 表 1：充電效率對照 . 4 表 2：ChaoJi 快充標準下（500A），電動車在不同充電倍率所需電壓平臺 . 4 表 3：各企業在高壓快充方案的布局情況 . 5 表 4：SAE 電動車充電標準 . 6 表 5： 不同的包覆石墨和原始石墨在不同倍率下的放電比容量 . 9 表 6：不同類型負極材料性能對比 . 1

13、0 表 7：國內企業硅碳負極產業化現狀 . 11 表 8：各企業充電模塊產品情況 . 14 表 9：國內部分企業充電樁產品情況 . 14 表 10：行業主要企業毛利率情況（%） . 15 表 11：行業主要企業收入情況（百萬元） . 15 表 12：特斯拉充電樁 . 17 表 13：國內充電樁市場空間測算 . 18 敬請閱讀末頁的重要說明 4 行業深度報告 一、一、 新一輪新一輪快充快充趨勢正在形成趨勢正在形成 快充是指在較短時間內使蓄電池達到或接近完全充電狀態。對于動力電池，快充的平均充電倍率一般需達到 1C 或以上。電池的充放電倍率一般由 nC（Capacity）表示，電池的 C 額定值是

14、對電池充放電時的電流的測量。例如 1C 可表示容量為 10Ah 的電池在滿電的情況下能夠提供一小時 10 安培的電流或是在 1 小時內將該塊電池充滿電。同樣的，0.5C 可以表示 10Ah 電池在 2 小時內提供 5 安培電流，或是 2 小時將電池充滿電。 快充快充是是提升整車消費體驗的重要途徑提升整車消費體驗的重要途徑。消費者對于購買電動車最主要的遲疑點往往在于“里程焦慮” ，對整車而言主要是續航指標，對電池而言主要影響是能量密度。而補能時效性是僅次于里程焦慮的重要性能指標。 目前大部分電動車快充倍率在 1C-2C 之間，特斯拉超級充電樁 V3 功率最高可達 250kW，對應最高充電倍率約

15、2.5C，在 13 分鐘、28 分鐘分別可充滿 50%、80%電量，對應續航250、400km。為實現更高的補能效率，提升充電倍率是必然趨勢。 快充帶來大功率化、高壓化趨勢快充帶來大功率化、高壓化趨勢?？斐湟馕吨诟虝r間內儲能，充電系統的功率更大；同時，為降低充電電流控制發熱，大部分整車廠都推出了 800V 高電壓平臺的快充方案。國內 ChaoJi 快充標準的逐步落地（最高 1500V*600A）也為高電壓路線奠定了基礎。若要實現目前主流車型（50kwh）4C 以上的快充要求，對應電壓平臺需求都在 400V 以上。保時捷 Taycan 為業內首個推出 800V 高壓電氣架構，搭載 800V

16、直流快充系統并支持最高 270kw（約 2.5C）的大功率快充的電動車型。隨后比亞迪、小鵬、華為等企業相繼推出高電壓平臺的快充方案。 表表 1：充電效率對照：充電效率對照 充電模式充電模式 充電倍率充電倍率 充電時間充電時間 快充 30C 2 分鐘 20C 3 分鐘 10C 6 分鐘 5C 12 分鐘 2C 30 分鐘 1C 1 小時 慢充 0.5C 2 小時 0.2C 5 小時 0.1C 10 小時 0.05C 20 小時 資料來源：Power-Sonic、招商證券 表表 2：ChaoJi 快充標準快充標準下（下（500A） ，） ，電動車在不同充電倍率所需電壓平臺電動車在不同充電倍率所需電

17、壓平臺 帶電量帶電量 1C 2C 3C 4C 5C 6C 25 kWh 50V 100 V 150 V 200 V 250 V 300 V 50 kWh 100 V 200 V 300 V 400 V 500 V 600 V 75 kWh 150 V 300 V 450 V 600 V 750 V 900 V 100 kWh 200 V 400 V 600 V 800 V 1000 V 1200 V 資料來源：行業信息、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 5 行業深度報告 圖圖 1：特斯拉：特斯拉 model 3 在特斯拉超充站的充電功率變化圖在特斯拉超充站的充電功率變化圖 資料來源：38 號車

18、評中心、招商證券 表表 3：各企業在高壓快充方案的布局情況各企業在高壓快充方案的布局情況 企業企業 電壓平臺電壓平臺 最高最高快充功率快充功率/倍率倍率 介紹介紹 保時捷 800V 270kW（2.5C），未來將提升到 350kW(3.5C) 在 Taycan 上搭載，可以在 23 分鐘內將車的電量從 5%提高到 80% 華為 750V，2025 年提升到 1000V 200kW（2C），2023年 400kW（4C），2025 年 600kW（6C） 5 分鐘即可實現 30%-80%SOC 充電性能。 比亞迪 800V 比亞迪海洋系列會使用該平臺，充電 5 分鐘續航可達150km。 小鵬 8

19、00V 480kW（6C） 在小鵬 G9 上搭載，可實現充電 5 分鐘，續航 200km 廣汽集團 480kW（6C） 分為 3C 和 6C 兩個版本，6C 高倍率快充技術可以實現 0-80%SOC 只需 8 分鐘，30-80%SOC 只需 5 分鐘。 長城汽車 800V 480kW（6C） 充電 15 分鐘續航 100 公里 嵐圖汽車 800V 360kW（4C） 搭載 4C 電芯，在 360KW 超級充電樁的加持下，充電速率可提升 125%，實現充電 10 分鐘，續航 400 公里。 資料來源：公司公告、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 6 行業深度報告 圖圖 2：燃油車電動車補能效率對比

20、：燃油車電動車補能效率對比 資料來源： Enabling Fast Charging：A Technology Gap Assessment 、招商證券 表表 4：SAE 電動車充電標準電動車充電標準 等級等級 充電電壓（充電電壓（V） 充電電流（充電電流（A） 充電功率充電功率(kW) 估計充電所需時間估計充電所需時間 交流 Level 1 120V 12-16A 1.4-1.9kW PHEV：7 小時（SOC：0%-100%） BEV：17 小時（SOC：20%-100%） Level 2 240V 最大 80A 最大 19.2kW 以 20kw 的功率進行充電： PHEV：22 分鐘（S

21、OC：0%-100%） BEV：1.2 小時（SOC：20%-100%） Level 3（TBD） 大于 20kW 直流 Level 1 200-450V 80A 最大 36kW 以 20kw 的功率進行充電： ：分鐘（：） Level 2 200-450V 200A 最大 90kW 以 20kw 的功率進行充電： PHEV：10 分鐘（SOC：0%-100%） BEV：20 小時（SOC：20%-80%） Level 3（TBD） 200-600V 400A 最大 240kW 以 45kw 的功率進行充電： BEV：小于 10 分鐘（SOC：0%-80%） 資料來源：SAE、招商證券 注：測

22、算時 BEV 的電池包容量為 25kwh，現主流車型電池包帶電量約在 50-70kwh 之間 TBD：未最終確定。 敬請閱讀末頁的重要說明 7 行業深度報告 圖圖 2：中國中國 ChaoJi 快充標準發展歷程快充標準發展歷程 資料來源：國家電網、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 8 行業深度報告 二二、快充將推動負極升級，快充將推動負極升級，硅硅基材料與基材料與 CNTCNT 使用強度可能使用強度可能提升提升 寧德時代即將發布的麒麟電池便可滿足 4C 高壓快充需求，同時蜂巢也計劃在 2023Q2推出第二代 4C 快充電芯產品。此外小鵬、廣汽、長城汽車等整車廠的發布的高壓平臺下的電芯充電倍率需求

23、也達到了 6C。 電池快充性能電池快充性能主要主要取決于負極材料。取決于負極材料。在充電條件下，負極作為鋰離子的接受體，需要具備快速接納大量鋰離子的嵌入能力，否則在快充過程中鋰離子會在負極表面沉積、析出，形成鋰枝晶，可能會刺穿隔膜造成內短路，從而造成安全隱患。 造粒（二次造粒） 、炭化包覆造粒（二次造粒） 、炭化包覆技術技術是是決定負極決定負極快充性能的核心快充性能的核心 knowhow。目前主流負極材料以人造石墨負極為主，生產流程可主要分為預處理、造粒、石墨化、炭化包覆（可省略） 、球磨篩分幾個步驟。其中造粒與炭化包覆基本決定了負極的倍率性能。 粒徑大小基本決定負極材料的倍率性能。粒徑大小基

24、本決定負極材料的倍率性能。造粒造粒環節環節基本決定了負極材料的粒徑大小 ，小顆粒比表面積大，鋰離子遷移的通道更多、路徑更短，倍率性能好，反之大顆粒的壓實密度高、容量大。而高端的石墨負極為兼顧兩個倍率與容量性能，往往進行二次造粒步驟，將原有顆粒與石油焦、針狀焦等基材在一定條件下再次造粒，所得材料倍率等性能會優于一次造粒的同粒徑產品。該工藝壁壘較高，璞泰來率先在高端人造石墨負極產品上運用，是其核心 knowhow 之一。 炭化炭化包覆可改善石墨負極倍率性能。包覆可改善石墨負極倍率性能。由于軟硬碳的層間距離比石墨稍大，通過在石墨負極表層包覆一層無定形碳或者其它碳材料，相當于在石墨外表面形成緩沖層，從

25、而提高倍率性能，還可以在表面形成致密的 SEI 膜，提高首效、循環壽命。該工藝難點在于包覆材料的選擇與包覆層的厚度、均勻度。璞泰來、杉杉常將其運用于高能量密度快充消費或者動力負極。 摻雜改性的核心目的在于提升負極材料比容量。摻雜改性的核心目的在于提升負極材料比容量。該環節多樣性、差異性極強，目前摻雜比例較大的材料有天然石墨、硅等，兩者在理論比容量上均要高于人造石墨，天然石墨成本也更低。進行摻混后，在相同粒徑下，也就是對應維持相同的倍率性能的條件下，天然石墨/硅的比例越高，材料的比容量越高。據行業反饋，日韓企業在天然石墨摻混比例上會顯著高于國內企業，可能為摻混工藝、及配套電解液配方上有一定程度的

26、差異，而硅的摻混比例目前還較低。 除負極外，高倍率需求下，電池電解液配方也需做出一定調整，LiFSI、LiBOB 等新型鋰鹽用量可能增加，用以增加電解液電導率、建立更為穩定的 SEI 膜。而在正極方面，三元正極倍率性能略好于鐵鋰。 敬請閱讀末頁的重要說明 9 行業深度報告 圖圖 4：寧德時代麒麟電池：寧德時代麒麟電池可滿足可滿足 4C 高壓快充高壓快充需求需求 資料來源：寧德時代、招商證券 圖圖 5 ：電池快充：電池快充化化設計思路設計思路 圖圖 6：人造石墨工藝流程圖人造石墨工藝流程圖 資料來源：鋰離子電池快充石墨負極研究與應用、招商證券 資料來源： Lithium-ion battery

27、fast charging: A review 、招商證券 表表 5： 不同的包覆石墨和原始石墨在不同倍率下的放電比容量不同的包覆石墨和原始石墨在不同倍率下的放電比容量 不同不同倍率下的放電比容量（不同不同倍率下的放電比容量（mAh/g) 樣品樣品 0.1C 0.2C 0.5C 1C 2C 5C 保持率保持率(5C/0.1C）% 原始石墨 342 340 326 288 204 102 30 包覆石墨-20 349 350 348 320 262 155 44 包覆石墨-76 358 355 353 350 315 235 66 包覆石墨-145 357 356 354 350 341 278

28、 78 包覆石墨-196 361 361 357 355 348 298 83 資料來源：鋰離子電池快充石墨負極材料的研究進展及評價方法、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 10 行業深度報告 硅基負極會是硅基負極會是未來超未來超快充方案下的良好選擇快充方案下的良好選擇。硅基負極材料通過造粒工藝將納米硅和基體材料形成前驅體，經過表面處理、燒結、粉碎、篩分、除磁等工藝制備。相較于石墨372 mAh/g 的克容量，硅的理論容量超其 10 倍，高達 4200mAh/g。這使得在石墨負極中摻硅后，材料克容量會隨硅含量迅速上升。在此基礎上，再將負極材料粒徑細化，材料的鋰離子嵌入活性位點和擴散通道也會相對較

29、多，這使得硅基負極在克容量較高的同時，也能滿足快充所需的倍率性能的要求。 原材料納米硅原材料納米硅的的制備制備存在一定壁壘存在一定壁壘。硅基負極原材料一般選用納米硅粉，主要系硅顆粒的尺寸對電極電化學性能有一定的影響，納米級硅顆?？蓸O大地縮短鋰離子在活性材料中的傳輸距離，在循環、倍率和快速充放電性能方面有著優異的表現。目前納米硅的制備成本高，工藝條件較為苛刻，博遷新材等在納米硅粉上有布局的企業，隨著硅基負極產業化可能擁有一定優勢。 碳納米管搭配硅基負極進一步優化性能。碳納米管搭配硅基負極進一步優化性能。硅基負極容量優勢明顯，但還存在硅體積易膨脹、循環性能一般等缺點。目前主要通過添加碳納米管等導電

30、劑來解決。由于碳納米管具有較高電導率、大長徑比，易形成導電網絡纖維結構，能夠與活性材料點對線接觸，這將有利于提高電池容量、倍率性能、電池循環壽命。 硅基負極硅基負極+ +碳納米管碳納米管可能隨大圓柱產業化放量?？赡茈S大圓柱產業化放量。未來對于高容量電池的需求可觀，特別是在大圓柱電池中，鋼殼可以較好的抑制硅基負極的膨脹，高比容量的硅基負極+碳納米管更適合搭配高鎳三元，會隨著大圓柱的產業化加速迎來放量。 國內硅碳負極國內硅碳負極仍處于產業初期仍處于產業初期，眾多企業展開布局。，眾多企業展開布局。相較于日韓在硅基負極應用的深度布局，我國硅碳負極的實際應用相對小眾，主要系硅基負極的生產復雜，技術難度大

31、，工藝非標準化，準入門檻高。2021 年中國硅基負極的出貨量為 1.1 萬噸，滲透率約1.5%。但硅碳負極高容量的優勢備受關注，貝特瑞、杉杉股份等企業都展開對硅基負極的布局并實現量產。 表表 6：不同類型負極材料性能對比：不同類型負極材料性能對比 類型類型 天然石墨天然石墨 人造石墨人造石墨 硅基負極硅基負極 理論容量 340-370mAh/g 310-360mAh/g 400-4000mAh/g 首次效率 93% 93% 77% 循環壽命 一般 較好 較差 安全性 較好 較好 一般 倍率性 一般 一般 較好 成本 較低 較低 較高 優點 能量密度高、加工性能好 膨脹低、循環性能好 能量密度高

32、 缺點 電解液相容性較差、膨脹較大 能量密度低、加工性能差 膨脹大、首次效率低、循環性能差 資料來源：貝特瑞招股書、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 11 行業深度報告 圖圖 7：負極比容量與倍率性能對比負極比容量與倍率性能對比 圖圖 8：中國中國硅基負極出貨量硅基負極出貨量 資料來源：鋰離子電池快充石墨負極研究與應用、招商證券 資料來源：GGII、招商證券 圖圖 9：碳納米管可改善碳納米管可改善硅硅基基材料的倍率性能材料的倍率性能 資料來源：碳納米管導電劑對硅碳負極鋰電池性能提升的探索、招商證券 圖圖 10：碳納米管可改善碳納米管可改善硅硅基基材料的材料的循環循環性能性能 圖圖 11：導電劑

33、導電劑阻抗對比阻抗對比（阻抗越低，導電性能越好阻抗越低，導電性能越好） 資料來源：碳納米管導電劑對硅碳負極鋰電池性能提升的探索、招商證券 資料來源：天奈科技招股書、招商證券 表表 7：國內企業硅碳負極產業化現狀：國內企業硅碳負極產業化現狀 企業企業 產業化現狀產業化現狀 敬請閱讀末頁的重要說明 12 行業深度報告 企業企業 產業化現狀產業化現狀 貝特瑞 從事硅碳負極產業化生產較早的企業，目前公司硅碳負極已開發至第三代產品，比容量從第一代的 650mAh/g 提升至第三代的 1500mAh/g，正在開發第四代硅碳負極材料產品；硅氧負極部分產品比容量達到 1600mAh/g 以上，公司硅基產品具備

34、高容量、低膨脹和長循環的特點。公司計劃在深圳市光明區內投資建設年產 4 萬噸硅基負極材料項目。 璞泰來 積極推進硅氧/硅碳等新產品的性能改善、首次效率提升和制作工藝研發。已與相關單位簽署了硅碳專利合作和使用授權，重點推進硅碳、硅氧的研發和產業化。 杉杉股份 硅基負極材料研發始于 2009 年，2017 年硅基負極實現量產，2021 年實現硅基材料百噸級銷售，用于消費和電動工具領域。 硅寶科技 硅碳負極材料已實現小批量供貨，在建 1 萬噸硅碳負極產能 國軒高科 已擁有 5000 噸硅基負極產能 資料來源：公司公告、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 13 行業深度報告 三、充電樁三、充電樁系統系統

35、大功率化大功率化與與液冷化液冷化 3.1、高功率高功率充電模塊充電模塊可能形成差異化可能形成差異化 充電系統向大功率化高壓化升級。充電系統向大功率化高壓化升級。充電樁中主要由充電設備、配電設備、管理設備構成。其中充電模塊屬于充電設備中的核心部件，為充電樁提供能源電力、電路控制和轉換等功能，保證了供電電路的穩定性，因此模塊的性能直接影響充電樁整體性能和安全保障。同時，充電模塊占整個充電樁整機成本較大。隨著充電系統功率提升，相應的功率半導體要求更高。 目前充電模塊主要往高功率、高電壓、高效率等方向發展。目前充電模塊主要往高功率、高電壓、高效率等方向發展。 高功率：高功率：目前行業主流模塊產品功率在

36、 10-20kW 之間。行業較為領先的廠商如優優綠優優綠能能，華為華為，英飛源英飛源，麥格米特等，麥格米特等已開發出 30KW 及以上的產品。高功率的充電模塊將有效降低單個充電樁所需模塊數量，從而降低充電模塊的單 W 成本，且提高安全性。 高電壓：高電壓：在國網 2017 版電動汽車充電設備供應商資質能力核實標準中規定直流充電機輸出電壓范圍為 200V750V，受此影響目前主流產品均為該電壓等級，但隨著未來 800V，乃至 1000V 電壓平臺的普及用以縮減電車充電時間。1000V 及以上輸出電壓的充電模塊產品將成為主流。目前英可瑞、麥格米特英可瑞、麥格米特、華為、華為等頭部廠商均已開發出10

37、00V 的產品。 高效率：高效率：目前主流效率約 95%- 96%，未來 98%效率以上的充電模塊將更多的出現。從技術角度來看，并沒有太大的難度。98%超高效率技術和寬禁帶（SiC）器件在通信電源市場已逐步成熟，主要需要考慮的就是成本問題，隨著 SiC 成本的下降，超高效率的充電模塊將逐步成熟。 紅海競爭中逐步形成差異化紅海競爭中逐步形成差異化。充電模塊中成本占比由大到小分布為：IGBT（絕緣柵雙極型晶體管） 、結構件、電感電容、DSP 芯片、傳感器等其他元器件。目前隨著技術進步，充電樁模塊生產價格在不斷降低。根據中國充電基礎設施促進聯盟數據，2020 年直流充電樁的充電模塊的成本價格約 0.

38、38 元/W。 激烈的競爭以及產品同質化導致國內充電設備制造企業的毛利率近幾年下滑較多。從過往利潤率情況看，具備模塊生產研發能力的企業毛利率更高。目前新進入者大量出現，但大部分是“組裝、銷售”依賴性企業，主要是市場渠道的競爭。但是從產品本身來講，充電樁在可靠性、安全性、穩定性上的要求，比大部分電器產品要高得多，長期來看，應該會逐步形成產品品質的差異和分化。充電模組本身是基于電力電子變換的產品，壁壘相對較高一些，具備高功率、高電壓充電模組產品研發和生產能力企業，有望逐步體現出優勢。 敬請閱讀末頁的重要說明 14 行業深度報告 圖圖 12：充電樁硬件構造充電樁硬件構造 資料來源：行業信息、招商證券

39、 圖圖 13：直流充電樁充電原理：直流充電樁充電原理 圖圖 14：交流充電樁充電原理：交流充電樁充電原理 資料來源：行業信息、招商證券 資料來源：行業信息、招商證券 表表 8：各企業充電模塊產品情況：各企業充電模塊產品情況 企業企業 功率功率 輸出電壓輸出電壓 充電效率充電效率 工作溫度工作溫度 科士達 15kW、20kW 750V-1000V 96.4% -4065 英可瑞 3.5-20kW 750V-1000V 96% 通合科技 15-30kW 750V-1000V 95-96% -3070 盛弘股份 20kW、15kW 750V-1000V 96% -9655 優優綠能 30kW、20k

40、W、10kW 750V-1000V 96% -3070 英飛源 40kW、30kW、20kW、 750V-1000V 95% -4075 麥格米特 30kW、20kW、15kW 500V-950V 99% -2055 華為 30kW、20kW、15kW 300-1000V 96% -4075 資料來源：公司官網、招商證券 表表 9：國內部分企業充電樁產品情況：國內部分企業充電樁產品情況 類型類型 功率功率 充電效率充電效率 工作溫度工作溫度 科士達 直流 一體式 最高工作電壓 750V，電流 0-200A 95.5% -3065 分體式 最高工作電壓 750V，電流 0-320A 交流 單相/

41、壁掛式、立柱式 最高工作電壓 220V20%，最大電流 32A -3050 三相/落地式、壁掛式 最高工作電壓 380V20%，最大電流 63A 通合科技 直流 一體式 最高工作電壓 750V，功率 120kW 94% -2050 分體式 最高工作電壓 750V，功率 200kW 奧特迅 直流 一體式 最高工作電壓 750V，電流 133-250A，功率 40-180kW 95% -2050 分體式 最高工作電壓 750V，最大電流 250A，功率 80-180kW 盛弘股份 直流 一體式 最高工作電壓 750V，電流 120-360A，功率 60-360kW 敬請閱讀末頁的重要說明 15 行

42、業深度報告 分體式 最高工作電壓 750V，電流 300-500A，功率 150-180kW 94% -2065 交流 壁掛式、立柱式 最高工作電壓 220V20%、380V20%，最大電流 32A、63A，功率 7-40kW -2065 和順電氣 直流 最高工作電壓 450V，電流 300-500A，功率 10-200kW 92% 交流 最高工作電壓 380V 20%，電流 50-200A 96% -2545 資料來源：公司官網、招商證券 表表 10：行業主要企業毛利率情況（行業主要企業毛利率情況（%） 所屬環節所屬環節 企業企業 2015 年年 2016 年年 2017 年年 2018 年

43、年 2019 年年 2020 年年 2021 年年 運營、充電樁 特銳德 17.85 20.57 24.25 25.5 21.96 22.57 充電樁、模組 科士達 40.64 42.51 24.66 12.86 33.77 25.72 24.52 模組 英可瑞 44.63 41.82 38.46 31.30 23.58 23.81 22.77 充電樁、模組 通合科技 47.25 32.67 27.13 33.07 21.68 19.71 13.55 充電樁 奧特迅 26.69 35.61 40.77 26.47 33.33 9.47 -24.39 充電樁、模組 盛弘股份 36.21 41.0

44、7 34.51 32.14 35.52 39.97 36.12 資料來源：公司公告、招商證券 表表 11：行業主要企業收入情況（：行業主要企業收入情況（百萬元百萬元） 所屬環節所屬環節 企業企業 2015 年年 2016 年年 2017 年年 2018 年年 2019 年年 2020 年年 2021 年年 運營、充電樁 特銳德 1,672.3 1,018.9 1,435.8 2,188.9 2,045.4 3,062.8 充電樁、模組 科士達 40.65 70.85 147.75 55.46 66.58 121.22 81.83 模組 英可瑞 195.59 320.17 310.25 194.

45、68 168.14 125.73 168.25 充電樁、模組 通合科技 106.00 123.86 115.64 59.16 72.59 85.67 135.43 充電樁 奧特迅 30.15 52.74 81.25 75.15 103.44 49.96 42.21 充電樁、模組 盛弘股份 132.13 247.09 143.91 187.21 219.35 251.32 196.30 資料來源：公司公告、招商證券 圖圖 15：直流充電模塊成本直流充電模塊成本 圖圖 16：直流充電模塊成本占比直流充電模塊成本占比 資料來源：中國充電基礎設施促進聯盟、招商證券 資料來源：行業信息、招商證券 3.2

46、、液冷充電槍產業化加速液冷充電槍產業化加速 同時充電槍需要采用液冷系統。同時充電槍需要采用液冷系統。充電槍產品主要分為交流充電槍、直流充電槍。交流充電槍接入的為 220V 交流電，功率較低，約 3.3-40kW，設備結構簡單，成本較低。直流充電槍功率偏大，隨著功率提升，充電電流增大，使得充電槍端子及線纜的發熱量會快速增加，導致溫升過快引發安全問題。因此在大功率充電樁中（一般大于 120kW）往往采用液冷充電槍。 液冷充電槍在充電線纜中放置液冷管道，通過電子泵來驅動冷卻液流動，讓冷卻液帶走 敬請閱讀末頁的重要說明 16 行業深度報告 線纜的發熱量，目前常用介質有水、乙二醇水溶液、純乙二醇、空調制

47、冷劑和硅油等。液冷充電槍能滿足大功率、低溫升的要求，同時線纜的截面積可以大幅度減小，充電槍線纜的重量更輕，用戶的操作體驗感更好。 特斯拉超充樁特斯拉超充樁 V3 率先使用液冷技術率先使用液冷技術，其他廠，其他廠商也在跟進。商也在跟進。其充電功率達到了 250kW，同時線纜直徑較 V2 版充電槍減少 44%，至 23.87mm。其他整車廠如比亞迪、廣汽、小鵬、嵐圖、理想等為配合其即將推出的 800V 高壓架構車型，大功率快充樁為必需品。目前小鵬超充站支持 180kW 雙槍直流快充樁，單槍最高功率可達 120kW；蔚來推出超充補能方案，其超充站 210kW 主機 1 拖 4 配置功率可隨時升級至

48、270kW。目前小鵬、蔚來充電功率還未超過 150kW，暫時未使用液冷充電槍，但隨著功率的提升，液冷充電槍有望放量。 永貴電器在國內液冷充電槍領域布局領先，已率先實現量產。根據公司公告，公司已掌握大功率液冷充電槍的核心技術，可以實現在 1000V 電壓，400A500A 的充電電流下工作，并已形成批量供貨。公司新能源業務客戶包含華為、小鵬、理想等，均在推出高壓快充方案，對液冷充電槍潛在需求可能較大。 圖圖 3：充電槍結構圖充電槍結構圖 圖圖 4：特斯拉液冷充電槍專利特斯拉液冷充電槍專利 資料來源：汽車邦、招商證券 資料來源：特斯拉、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 17 行業深度報告 圖圖 5

49、：國內外充電槍標準接口：國內外充電槍標準接口 資料來源：行業信息、招商證券 表表 12：特斯拉充電樁：特斯拉充電樁 Supercharger V1 Supercharger V2 urban Supercharger Supercharger V3 發布時間 2012 年 10 月 2017 年 9 月 2019 年 3 月 總功率 90KW120KW150KW 120KW150KW 72KW 250KW 支持同時充電數 2 2 1 1 充電時長（80%） 40min（90KW） 30min 45min 15min 示意圖 與上代相比 目前已經全部升級為V2 空氣冷卻，更粗的電纜 單獨供電，不

50、共享功率 液體冷卻，更細的線纜 資料來源：特斯拉、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 18 行業深度報告 四、四、充電樁建設提速充電樁建設提速 充電樁充電樁建設正在加速建設正在加速。截止 2021 年底中國新能源車保有量約 798 萬輛，車樁比約 3：1。今年以來充電樁建設加速，車樁比下降，目前約 2.7:1，車樁比仍較高，充電設施配套發展空間巨大。 乘用車與商用車對充電樁的需求場景不盡相同乘用車與商用車對充電樁的需求場景不盡相同。由于乘用車與客車、專用車應用場景不同，因此對充電樁需求場景有所差別。乘用車數量級更大，并且駕駛者對充電時間有一定要求，因此一般在住宅區、工作地點、商超等地點建設充電樁

51、以滿足充電需求，若充電樁成本能持續下滑，車樁比越接近 1，越契合消費者需求。商用車一般按照固定路線運營，因此集中式充電站更適合。 2025 年充電樁保有量有望超年充電樁保有量有望超 2000 萬根，車樁比接近萬根，車樁比接近 1.5:1。國內電動車銷量持續超預期，而國內目前車樁比約 2.7:1，尤其是上海、深圳等新能源汽車保有量較大的地區經常出現充電排隊的現象，充電樁數量明顯不足。政府有望對充電樁領域開展新的刺激政策，預計 2021-2025 年我國新能源汽車銷量 CAGR 在 36%左右，同時 2025 年車樁比達 1.5:1， 預計 2021-2025 年新建充電樁 CAGR 將近 45%

52、，可見，需要全社會加大充換電體系的投資強度。 圖圖 20：中國新能源汽車歷史銷量和保有量：中國新能源汽車歷史銷量和保有量 圖圖 21：充電樁保有量及車樁比：充電樁保有量及車樁比 資料來源：中汽協、招商證券 資料來源：中國充電聯盟、招商證券 表表 13：國內充電樁市場空間測算國內充電樁市場空間測算 2016年年 2017年年 2018年年 2019年年 2020年年 2021 2022F 2023F 2024F 2025F CAGR 新能源汽車年銷量 50.7 76.9 122.9 121.3 136.8 352.0 539.8 720.3 933.3 1,192.5 36% 其中： 乘用車銷量

53、 32.9 57.3 101.6 106.0 124.7 333.4 513.8 689.1 895.8 1,149.4 36% 客車銷量 11.8 8.7 9.8 8.0 5.6 8.6 12.0 14.4 17.3 19.9 23% 專用車銷量 6.0 10.9 11.4 7.3 6.5 10.0 14.0 16.8 20.2 23.2 23% 新能源汽車保有量 95.6 172.5 295.4 416.7 492.0 799.1 1,243.2 1,791.0 2,429.0 3,204.8 42% 全國充電樁保有量 20.3 44.6 77.7 121.9 168.1 255.0 49

54、7.3 895.5 1,428.8 2,136.5 70% 其中： 公共樁保有量 14.0 21.4 30.0 51.6 80.7 115.0 243.8 389.4 552.0 781.7 61% 私人樁保有量 6.3 23.2 47.7 70.3 87.4 140.0 253.5 506.2 876.8 1,354.9 76% 車/公共樁 6.8 8.1 9.9 8.1 6.0 5.7 5.1 4.6 4.4 4.1 車/所有樁 4.7 3.9 3.8 3.4 2.9 3.1 2.5 2.0 1.7 1.5 資料來源：中汽協、中國充電聯盟、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 19 行業深度報

55、告 圖圖 22：乘用車對應車樁比可能比較高：乘用車對應車樁比可能比較高 資料來源：佐思產研，招商證券 停車時間停車時間充電樁充電樁功率功率1414小時小時/ /天天2 2小時小時/ /天天7 7小時小時/ /天天1 1樁樁/ /車車0.50.5樁樁/ /車車1 1樁樁/ /車車低功率和普通充電低功率和普通充電高功率和快速充電高功率和快速充電低功率和普通充電低功率和普通充電 敬請閱讀末頁的重要說明 20 行業深度報告 五五、投資建議、投資建議 電動車充電時效是僅次于長續航之后的重要性能指標，對整車消費體驗的重要性不言而喻。當前，車企與電池公司正在推動充電倍率從 1C-2C 向 4C 甚至 6C

56、升級?？斐湫枰姵夭牧咸貏e是負極相關材料升級，同時意味著充電系統大功率化，也就會推動高電壓趨勢和整車高壓電氣系統升級。具體而言，負極材料可能選用二次造粒/炭化包覆，并更大比例摻混硅基材料和碳納米管材料。而充電系統上可能出現液冷散熱以及高壓器件與新型半導體器件的變化。 推薦或關注推薦或關注 負極：負極：璞泰來、貝特瑞、杉杉股份、翔豐華、博遷新材（有色） ； CNT：天奈科技、道氏技術（汽車） ； 充電樁及配套：充電樁及配套：麥格米特、盛弘股份、英可瑞、和順電氣、炬華科技、永貴電器（電子） 、圣龍股份（汽車）等。 風險提示風險提示 1、下游需求不及預期：、下游需求不及預期：如果受到原材料價格大幅波

57、動、產業政策變化、配套設施建設和推廣、客戶認可度等因素影響，可能導致新能源汽車市場需求出現較大波動。 2、產品價格持續下降：、產品價格持續下降：動力電池作為新能源汽車核心部件之一，也不斷吸引新進入者通過直接投資、產業轉型或收購兼并等方式參與競爭，同時現有動力電池及其材料企業亦紛紛擴充產能，市場競爭日益激烈，市場可能出現結構性、階段性的產能過剩，導致產品價格持續下降。 3、技術進步不及預期：、技術進步不及預期：高壓快充方案需要整個電動車及配套電氣系統的全面升級，如果部分零部件技術升級不及預期，可能導致推廣不及預期。 參考報告：參考報告： 系列報告（九十二）：電芯結構件盈利有望修復，電池結構變化可

58、能帶來機會 系列報告（九十一）：原材料價格開始下降，三元行業景氣度修復 系列報告（九十）：成本優勢凸顯，鈉電池產業化加快 系列報告（八十九）：電池企業盈利將企穩并逐步修復，多領域鋰電滲透加速 系列報告（八十八）：寧德時代、蔚來加速布局，換電模式加快推廣 系列報告（八十七）：中游經營仍積極強勁，估值回到比較有吸引力的區間 系列報告（八十六）：國務院印發2030 年前碳達峰行動方案，電動化加速 系列報告（八十五）：拜登財政法案獲眾議院通過，美電車發展將加速 系列報告（八十四）：8 月中國銷售超預期，電車中游 Q4 投資機會可能提前 系列報告（八十三）：磷酸錳鐵鋰可能是磷酸鐵鋰升級方向，產業化開始啟

59、動 系列報告（八十二）：4680 圓柱電池應用可能加快電池技術進步 系列報告（八十一）：負極石墨化新工藝開始推廣，一體化布局企業占得先機 敬請閱讀末頁的重要說明 21 行業深度報告 圖圖 23：電力設備及新能源電力設備及新能源行業歷史行業歷史 PEBand 圖圖 24：電力設備及新能源電力設備及新能源行業歷史行業歷史 PBBand 資料來源：公司數據、招商證券 資料來源：公司數據、招商證券 分析師分析師承諾承諾 負責本研究報告的每一位證券分析師，在此申明，本報告清晰、準確地反映了分析師本人的研究觀點。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與，未來也將不會與本報告中的具體推薦或觀點直接或間接相關。

60、 游家訓：游家訓：浙江大學碩士，曾就職于國家電網公司上海市電力公司、中銀國際證券，2015 年加入招商證券，現為招商證券電氣設備新能源行業首席分析師。 劉劉珺涵：涵：美國克拉克大學碩士，曾就職于臺灣元大證券，2017 年加入招商證券，覆蓋新能源汽車中游產業，現為招商證券電氣設備與新能源行業聯席首席分析師。 劉?。簞⑽。旱聡箞D加特大學車輛工程碩士，曾就職于保時捷汽車、沙利文咨詢公司，2020 年加入招商證券，覆蓋新能源車汽車產業鏈、工控自動化。 趙旭：趙旭：中國農業大學碩士，曾就職于川財證券，2019 年加入招商證券，覆蓋風電、光伏產業。 張偉鑫：張偉鑫：天津大學電氣工程碩士，曾就職于國金證券

61、，2021 年加入招商證券，覆蓋新能源發電產業。 評級評級說明說明 25x35x45x60 x80 x01000200030004000500060007000Jun/20Dec/20Jun/21Dec/212.8x4.1x5.5x6.9x8.3x0100020003000400050006000Jun/20Dec/20Jun/21Dec/21 敬請閱讀末頁的重要說明 22 行業深度報告 報告中所涉及的投資評級采用相對評級體系，基于報告發布日后 6-12 個月內公司股價（或行業指數）相對同期當地市場基準指數的市場表現預期。其中，A 股市場以滬深 300 指數為基準；香港市場以恒生指數為基準；美

62、國市場以標普 500 指數為基準。具體標準如下： 股票評級股票評級 強烈推薦：預期公司股價漲幅超越基準指數 20%以上 增持：預期公司股價漲幅超越基準指數 5-20%之間 中性：預期公司股價變動幅度相對基準指數介于 5%之間 減持：預期公司股價表現弱于基準指數 5%以上 行業評級行業評級 推薦：行業基本面向好，預期行業指數超越基準指數 中性：行業基本面穩定，預期行業指數跟隨基準指數 回避：行業基本面轉弱，預期行業指數弱于基準指數 重要重要聲明聲明 本報告由招商證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）編制。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告基于合法取得的信息，但本公司對這些信息

63、的準確性和完整性不作任何保證。本報告所包含的分析基于各種假設，不同假設可能導致分析結果出現重大不同。報告中的內容和意見僅供參考，并不構成對所述證券買賣的出價，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。除法律或規則規定必須承擔的責任外，本公司及其雇員不對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失負任何責任。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務服務?？蛻魬斂紤]到本公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突。 本報告版權歸本公司所有。本公司保留所有權利。未經本公司事先書面許可，任何機構和個人均不得以任何形式翻版、復制、引用或轉載，否則，本公司將保留隨時追究其法律責任的權利。