2024年化工行业投资策略：800V快充趋势乘风起，技术升级催生材料发展新机遇

快充或为行业发展新方向，电芯端、车端、充电桩端技术升级催生材料新发展机遇

新能源汽车续航已基本满足出行需要，消费者里程焦虑减弱

新能源汽车续航已基本满足出行需要，消费者里程焦虑减弱。新能源汽车与燃油车在续航里程、补能效率、价格等方面的对比成了消费者在购车时重 点考虑的方向，而随着新能源汽车技术的不断进步，目前主流新能源汽车的续航基本可以满足消费者出行需要。 燃油车方面，以家用车油箱35-50L、综合油耗7-9L/100km来计算，家用车一箱油续航里程大约在500-600km。 新能源汽车方面，随着锂电池技术的进步，锂电池能量密度持续提高，基本可以使新能源汽车满足消费者600km以内的出行需要，与燃油车续航基本 持平。尤其是随着麒麟电池、刀片电池等新技术的推出，如广汽AIONLXPLUS（最大续航1,008km）、极氪001（最大续航1,032km）等车型续航超 1,000km，使得消费者对新能源汽车里程焦虑进一步减弱。

满足长续航＋快充双重要求，高压架构是实现超级快充必然趋势

满足长续航＋快充双重要求，高压架构是实现超级快充必然趋势。基于不同电量的模型以及不同的电池可承载充电倍率，假设充电电流250A，主流车 型2C的整车电气架构需要大于500V；假设未来4C车型成为主力车型，大于500V的电气架构也将是必选路径。根据Q=I2×R×t可知，大电流必然带来 高发热，因而对于充电电流的提升是有限的。未来若需同时满足“长续航+快充”的双重要求，高压架构是实现超级快充必然趋势。据华为官网数据， 未来若1200V和1700V碳化硅器件的成熟，会帮助产业在7.5分钟快充体验上实现质的飞跃（8C以上）。

车端、电池端共同发力，800V快充车型未来渗透率提升速度有望加快

车端：随着供应链趋于逐步成熟， 800V快充车型价格或将进入20万元主流价位区间。进入2023年，随着新能源汽车技术以及供应链的成熟，搭载 800V快充的新能源车价格进入20-30万元区间，部分车型低于20万元。据汽车之家数据，小鹏G6 2023款580长续航Pro版本起步价19.99万元。据换电研 究院数据，2023年广州车展中近35家车企共推出了50多款支持800V高压平台的车型。未来随着供应链趋于逐步成熟，更多车型进入20万元以内的主流 价位，800V快充车型渗透率提升进程有望加快。

快充渗透率提升叠加单车价值量增加，新能源行业景气度进一步提升催生新发展机遇

快充渗透率提升叠加单车价值量增加，新能源行业景气度进一步提升催生新发展机遇。据华为技术有限公司主编的《中国高压快充产业发展报告（ 2023-2025)》，以当前较为成熟的2C快充，采用150kW前驱动系统为例，950V电压平台相比450V电压平台增加成本增加约6,500元。未来随着快充车 型渗透率持续提升，叠加单车价值量增加，新能源行业中相关高性能材料发展空间将进一步扩大，看好高性能材料在快充背景下迎来量、价齐升发展 格局。

电芯端：高倍率电芯要求电芯材料具有更 高导电性能，具有技术优势的行业龙头企 业有望持续受益

快充电池问题：大电流为电池带来热效应、机械粉碎、镀锂等问题

大电流为电池带来热效应、机械粉碎、析锂等 问题。根据美国先进电池联盟(USABC)的定义 ，快速充电是在15分钟内获得电池80%的荷电 状态(stateofcharge,SOC)，即以4C的倍率将电池 组充电至80%。但高充电倍率意味着更大的电 流通过电池中各个材料，将给电池带来热效应 、机械粉碎、镀锂等问题： 热效应：高倍率下导致的发热问题也会导致电 池的性能衰减，据储能科学与技术公众号数据 ，当电池的平均温度从20℃升高到35℃时，电 池寿命大约减少了1/2。 机械粉碎：在快速充电过程中，Li+迅速从正极 脱出并嵌入负极，导致Li+和电极颗粒的不同部 分之间出现严重应变不匹配。当能量释放率或 应力强度系数超过一定值时，裂纹会在颗粒中 传播，从而导致SEI/CEI的开裂。因而需要高性 能导电剂、负极、电解液等提高Li+传输速度。 镀锂：Li+从电解液中穿透进负极固体电解质膜 的能垒较高，使得在电解质中的传输速率高于 快于Li+嵌入石墨层的速率，更多的Li+在负极表 面积累，因而需要改变锂电池负极材料。 此外，锂电池正极、隔膜等部位也需要进行一 定的改变。

导电剂：导电炭黑和碳纳米管为主要的导电材料，快充需求将推动导电剂出货量进一步增长

导电炭黑和碳纳米管为两类主要的导电材料。导电炭黑方面，导电炭黑为刚性的纳米颗粒，其与电极材料颗粒之间形成点接触。导电炭黑具有较好 的离子和电子导电能力，同时具有较大的比表面积，有利于电解质的吸附而提高离子电导率。其一次颗粒团聚形成支链结构，能够与活性材料形成 链式导电结构，有助于提高材料的电子导电率。碳纳米管方面，据复朗施纳米科技公众号，碳纳米管（CNT）通过线形结构链接电极材料颗粒， CNT中C—C键由于sp2杂化，使得碳纳米管表面的电子运动速度接近光速的1/300，使得CNT的导电效率优于导电炭黑。据复朗施纳米科技公众号、 德方纳米招股书，理论上导电炭黑、CNT在正负极中的使用比例分别为3%、1.5%。根据高工锂电数据，2021年国内导电剂市场中，炭黑占据市场份 额的60%，碳纳米管占据27%，两者总占比达到了87%。

碳包覆沥青：碳包覆沥青便宜且性能优异，为行业中常用的负极包覆材料，可缓解镀锂问题

石墨具有缓慢的锂嵌入动力学和低锂化电压，大电流快充会导致负极锂沉积。据《Fast Charging Anode Materials for Lithium-lon Batteries: Current Statusand Perspectives》数据，石墨具有相对较低的成本、高克容量(372mAh/g)、低运行电位和出色的循环稳定等优势，已成为锂电池负极的常用材料 。但石墨具有缓慢的锂嵌入动力学和低锂化电压(0.08VvsLi/Li)，在大电流条件下(超过1C)在快速充电条件下，Li+在电解液中的传输速率远快于Li+嵌 入石墨层的速率，更多的Li+在负极表面积累而不是嵌入到石墨原子层的间隙中，导致严重电压极化并使石墨负极电位降至0V(vs.Li/Li+)。沉积的锂金 属会与电解液发生反应或形成电隔离(称为“死锂”)，增加内阻，使电池的容量迅速衰减。随着越来越多的锂金属沉积，可能会导致锂枝晶过度生长 ，进而穿孔隔膜并导致短路，甚至严重的热失控和安全问题。为了解决这个问题，需要对天然石墨进行改性。

多孔碳：多孔碳的好坏直接决定未来产品的量产能力，且占硅碳生产成本的35%

多孔碳的性能直接决定硅基产品性能，且占硅碳生产成本的35%。据高工锂电数据，多孔碳占硅碳生产成本的35%。CVD气相沉积硅碳的技术壁垒 和产业化难点主要在于多孔碳的选型、沉积设备和沉积工艺三个主要方面。其中多孔碳的性能直接决定硅基产品性能，不同多孔碳需要和不同的石 墨作为匹配，才能在电芯端表现出良好的性能。不同场景下的碳骨架孔径、孔容、孔隙率要求均不一样，性能差异极大，需要专业的电芯设计人员 配合才能完成开发。硅碳负极的主流厂家，正在解决多孔硅碳的可生产性问题，提升材料性能，加快多孔硅碳的商用化进程。

车端：800V高压对车用电子元器件的耐 高压性能提出更高的要求

800V架构下，动力电池系统、动力系统、电源系统等需要提升部件耐压等级需提升至800V及以上。从400V架构改变成800V架构，具体变化包括：（1 ）绝缘材料。电机绝缘包覆线中PI、PEEK等高绝缘性材料的需求有望提升，其中PEEK还可使汽车整体重量降低；（2）电容薄膜。800V高压架构下， 薄膜电容将逐步替代传统电容器，且单车使用量或将从1-2个提升至2-4个，进而带动其关键材料电容薄膜需求增长；（3）陶瓷球。高转速、高电防腐 等行业要求趋严，对电机轴承性能提出更高要求。陶瓷球轴承具有高硬度、高强度、高温耐性、低热膨胀系数、低摩擦系数等优点，适合用于新能源 汽车行业的电动驱动中；（4）其他材料：气凝胶、云母材料、胶粘剂等隔热、导热材料需求或将进一步增长。

薄膜电容器：高压催生薄膜电容需求增长，超薄聚丙烯薄膜生产企业有望持续受益

800V高压架构下，薄膜电容将逐步替代传统电容器。电容器的主要作用是对输出的电压进行平滑、滤波并吸收高幅值脉冲电流。由于新能源汽车需要 交流和直流的转换、高低电压的缓冲，对电子元器件耐压耐冲击要求提升。OBC（车载充电器）、DC/DC转换器、电机逆变器、BMS（电池管理系统 ）、无线充电、BSG电机等均需要用到电容器。薄膜电容器在高频性能、高耐受电流能力、长寿命、可靠性和安全性等方面性能优势突出，且其薄膜 的结构设计可保证电容器具备良好的自愈性，更适用于高压电路。而铝电解容更适用于低压电路，因此薄膜电容器逐步替代传统电容器。

绝缘材料：全域800V架构下，车内大部分元器件的耐压等级需提升至800V以上

绝缘材料：子系统部件提升耐压等级从400V平台升至800V平台后，动力电池系统、动力系统（电机、电机控制器）、电源系统（DC/DC、OBC、PDU ）以及车内的空调压缩机、加热系统等需要提升部件耐压等级需提升至800V及以上。为了保证产品的质量，在应用初期设计时将有可能需要更高的耐 压等级的部件来满足绝缘安全冗余度的要求。目前电机绕组绝缘材料主要包括PI、PEEK、环氧树脂、不饱和聚酯亚胺等。

电机-国瓷材料：公司主攻陶瓷制品领域，可生产电机轴承用陶瓷球

公司主攻陶瓷制品领域，可生产电机轴承用陶瓷球。公司主要从事各类高端陶瓷材料及制品的研发、生产和销售，已形成包括电子材料、催化材料、 生物医疗材料、新能源材料、精密陶瓷和其他材料在内的六大业务板块，产品应用涵盖电子信息和通讯、汽车及工业催化、生物医疗、新能源汽车、 半导体、建筑陶瓷、太阳能光伏等领域。据公司公告，目前公司各项业务持续向好发展，其中电子材料方面，公司成功突破200 nm的高容网印浆料和 辊印浆料，并形成批量销售；生物医疗材料方面，公司国际化布局业务持续推进，在国内外牙科用纳米级复合氧化锆粉体材料销售稳步增长；新能源 材料方面，高纯超细氧化铝和勃姆石均可实现1um及以下厚度的隔膜涂覆；小粒径氧化铝和勃姆石已实现浆料量产供货；精密陶瓷方面，公司子公司 国瓷金盛高端轴承球扩建项目（一期）已建成并投产，且陶瓷球已搭载头部新能源车企的主力车型。

报告节选：

编辑：火腿肠