电新行业深度报告:新型水性粘结剂革故鼎新,赋能新蓝海
新型水性粘结剂革故鼎新,赋能新蓝海——电新行业深度报告分析师:龚斯闻执业证书编号: S0020522110002电话: 021-51097188邮箱:gongsiwen@gyzq.com.cn证券研究报告2025年4月13日电新行业研究报告分析师:张帅峰执业证书编号:S0020524010003电话:021-51097188邮箱:zhangshuaifeng@gyzq.com.cn请务必阅读正文之后的免责条款部分报告要点2新型硅碳负极取得质的突破,规模化量产在即随着我国新能源汽车产业快速发展,追求长续航和充电效率一直是行业发展的焦点。相比传统石墨负极,硅碳负极凭借超高理论比容量(约4200 mAh/g)、较高的能量密度以及快速充放电能力,成为产业重点的发展趋势。近年来,产业通过CVD法制备新型硅碳在纳米结构调控、碳包覆优化、粘结剂体系改进及制备工艺升级方面取得突破性进展,随着成本下降及产业链协同发展,硅碳负极正迈向规模化量产阶段。硅负极膨胀剧烈,PAA粘结剂粘结力强,高度适配硅负极在充放电过程中与金属锂发生合金化反应,其体积膨胀可达300%以上,易导致硅颗粒粉碎、SEI膜破裂、活性材料脱落等问题,严重影响电池的循环寿命。聚丙烯酸(PAA)粘结剂与硅负极具有优异的化学兼容性,凭借其优异的粘结力、良好的机械柔性及可调控的交联结构,能够有效缓冲硅颗粒的体积变化,增强电极稳定性,改善界面离子传输特性,成为硅碳负极极片合浆环节不可或缺的关键成份。硅碳负极助力PAA粘结剂打开市场空间,未来可期随着硅碳负极商业化的逐渐放量,PAA粘结剂有望进入快速发展期。据华经产业研究院统计,2024年PAA粉体需求量为1.3万吨;假设2030年硅碳负极材料出货量30万吨,在石墨负极材料掺杂比例为10%,负极极片粘结剂占比为2%,则带来PAA需求增量6万吨,2030年PAA粉体需求量有望超过7.3万吨以上。投资建议PAA粘结剂作为锂电池硅碳负极的关键材料,市场需求有望迎来爆发式增长。建议关注具有先发优势的领军企业如日播时尚(收购茵地乐)、回天新材、鹿山新材等公司。风险提示:硅碳负极规模化进度不及预期;行业竞争加剧的风险;新型粘结剂替代的风险;原材料价格波动的风险。请务必阅读正文之后的免责条款部分目录3 高粘弹性粘结剂助力解决硅碳负极膨胀问题 PAA粘结剂粘弹性强,性能优势明显 硅碳负极商业化在即,打开粘结剂市场空间 产业链主流企业 投资建议&风险提示请务必阅读正文之后的免责条款部分我国新能源产业快速发展,渗透率快速提升4-200%0%200%400%600%800%020406080100120140160180总销量YoY0%10%20%30%40%50%图:我国新能源汽车月度销量(万辆)图:我国新能源车月度销量渗透率资料来源:中汽协,国元证券研究所资料来源:中汽协,国元证券研究所 我国新能源产业呈现强劲发展势头,市场渗透率持续扩大。在“以旧换新”等政策红利的持续推动下,配合小鹏Mona、小米SU7等国产明星车型的密集上市,行业增长动能进一步释放。据中汽协数据显示,2024年12月新能源汽车销量突破159万辆,同比增长34%;24年全年累计销量达1286.6万辆,实现35.5%的同比增幅。与此同时,新能源车渗透率持续攀升,12月渗透率达45.8%(同比提升8.1pcts),24年全年渗透率达40.9%。随着技术创新加速产品迭代,叠加国内需求稳步提升,预计2025年新能源产业将继续保持高质量增长态势。请务必阅读正文之后的免责条款部分长续航和快充是产业发展的趋势方向5资料来源:汽车之家,百人会,国元证券研究所图:均胜电子800V高压平台快充技术资料来源:均胜电子,国元证券研究所图:不同工况及环境对续航里程的影响 追求长续航是产业发展不变的追求。新能源汽车的里程焦虑集中体现在用户对续航能力的担忧上,目前主流车型续航已普遍达到500公里以上,但实际使用中受低温环境、高速行驶、空调耗能等多种因素的影响,续航里程仍可能出现20%-30%的折扣。为缓解这一痛点,电池技术持续朝着高能量密度方向迭代,以切实提升用户的实际续航体验。 高压快充能有效提高充电效率。通过将电压平台从400V提升到800V,充电功率可达到350-400kW,补能效率提升2倍以上,充电时间缩短至10分钟以内,800V高压快充成为行业的优选方案,将大大缓解客户的里程焦虑问题。请务必阅读正文之后的免责条款部分6性能指标天然石墨人造石墨硅碳复合材料比容量(mAh/g)340-370310-3604200首次效率(%)90%93%84%循环寿命(次)>1000>1500300-500工作电压0.2V0.2V0.3-0.5V快充性能一般一般好倍率性能差一般一般安全性良好良好差优点技术及配套工艺成熟,成本低技术及配套工艺成熟,循环性能好理论比能量高缺点比能量已到极限,循环性能及倍率性能较差,安全性较差比能量低,倍率性能差技术及配套技术不成熟,成本高,充放电体积变形,导电率低发展方向低成本化,改善循环提高容量,低成本化,降低内阻低成本化,解决与其他材料的配套问题资料来源:中国汽车工业信息网,凯金能源招股说明书,国元证券研究所图:几种负极材料性能对比资料来源:谭毅《高比能量锂离子电池硅基负极材料研究进展》,国元证券研究所表:天然石墨、人造石墨与硅碳复合材料性能对比 硅碳材料有助于提升能量密度:硅基负极材料在充放电条件下可与锂形成锂硅合金,理论比容量高达4200mAh/g(远超石墨的360mAh/g,接近其理论极限372mAh/g),成为下一代负极材料的理想选择。其核心优势包括:1)高能量密度,低电位(0.4-1.2V vs Li/Li⁺)与高克容量将显著提升电池能量密度;2)安全性高,工作电压介于石墨与钛酸锂之间,可抑制界面副反应及降低析锂风险;3)适用性广,可与不同类型正极材料相匹配。硅碳负极:能量密度更高,快充性能更优请务必阅读正文之后的免责条款部分7图:负极石墨的充放电曲线图硅碳负极:能量密度更高,快充性能更优资料来源:日月辰官网,国元证券研究所图:硅碳负极的充放电曲线图资料来源:姚丛《硅碳负极材料的制备,储锂性能及预锂化研究》,国元证券研究所快充的核心瓶颈在于析锂:锂离子电池在充电时,锂离子从正极脱嵌并嵌入负极,但是快速充电时电流密度较大,锂离子嵌入负极阻力较大,易产生极化,当负极电位低于0V时,无法嵌入石墨层间的锂离子只能在负极表面得电子,从而形成银白色的金属锂单质,形成“析锂”。石墨负极在充电末期,电位接近0V,大倍率快充时,极易发生析锂。析锂导致锂失去活性,加速电池的老化,循环寿命会大幅缩短,并有可能引发燃烧、爆炸等安全问题。硅充放电电位较高,利于快充:根据硅负极的充放电曲线,硅负极的充放电平台在0.5V左右,且充电过程中锂优先嵌入硅碳,析锂的风险较低;因此,硅负极材料不仅能有效提高电池能量密度,而且可以支持快充,实现二者的兼顾。请务必阅读正文之后的免责条款部分面临挑战:体积剧烈膨胀,电极结构易破碎8图:硅碳负极充放电过程快速膨胀资料来源:史剑《锂离子电池硅碳负极材料的结构设计与应用研究》,国元证券研究所 硅碳负极易膨胀破碎,循
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