全球看热讯：【中睿行业分享】4680大圆柱，虽迟但到

01

(资料图片仅供参考)

第一部分：锂电池三种封装形式介绍

1、 回溯：方形电池占据全球锂电池主流

在讲4680大圆柱之前，有必要介绍锂电池的三种封装形式：方形、圆柱、软包，顾名思义，可以直观的从外观上看出其中区别。 而从性能的对比上看，三者又各有所长所短：

1） 方形电池：最大的优势就是成组效率最高（2020年1月数据，系统成组效率：方形70%＞圆柱65%＞软包60%）；最大的劣势是安全性、一致性差。

2） 圆柱电池：最大的优势就是生产效率最高（主流型号每分钟在200左右，方形10-20，软包更低）、一致性高；相对劣势是成组效率比方形低、能量密度比软包低。

3） 软包电池：最大的优势就是能量密度和安全性最高；最大的劣势就是制造工艺要求高、一致性差，成本最高。

正是基于三种封装形式的各自性能差异，电池厂（包括整车厂）都有自己的路线选择，以电池厂为例：像国内的宁德、比亚迪、中航等主要是方形；亿纬方形、圆柱都有布局；孚能主打软包。国外的LG软包出身，目前也重点布局了圆柱；松下主打圆柱；三星SDI主要是方形。

目前从份额占比来看：方形占大头；而回溯历史份额来看：国内国外还有所不同，并且在各个阶段也有所差异。（1）2017年之前：我国与海外三种类型电池市场份额变化趋势相同，方形60%以上、软包10%左右，剩余的圆柱。（2）2017年之后：国内和海外就表现出完全不同的变化趋势。 其中，国内：2017-2019年随着宁德和比亚迪的崛起，带动方形电池占比提升，2019年达到近85%；2020年随着国产特斯拉的放量，圆柱电池占比有所回升，反观软包则持续受到挤压。国外：2017-2019年松下伴随特斯拉全球崛起，圆柱占比从28%提升至51%；2020年欧洲电动车渗透率快速提升，LG软包放量（欧洲市场更青睐软包），但到了21年，出现电池安全召回事情，叠加大众开始选择方形电池，软包遇冷。

2、 展望：46大圆柱是产业趋势，看好市占率提升

Q：为什么看好大圆柱？——A：一是看好特斯拉们；二是大圆柱确实有一些突出的性能优势

Ø（1）特斯拉是全球电动车的领导者，也一直是圆柱电池应用的领导者

如今的特斯拉毋庸置疑是全球电动车的领导者，尤其在技术创新上更是全球新能源车的“风向标”，因此对其技术创新应尤为重视，从而把握其中确定性的产业趋势。

就电池而言，十年以前，市场上没有一款“十全十美”的动力电池，发展初期的特斯拉为其第一代车Roadster选择电池方案时，即是在比较中选择了 “安全性、一致性好的18650圆柱电池”，从而正式开启了圆柱电池应用于纯电动车的时代。

创新不息，降本不止，2017年，特斯拉开始将其电池由18650切换至21700，率先应用于新车型M3中（后来的爆款车型）。21700相较于18650在单电芯和系统方面性能均有明显提高，在 2019-2020年也是迅速取代18650成为占比最高的圆柱电池。【注：18650中18指圆柱直径，65指高度，0指圆柱；21700、4680类同】

创新不息，降本不止，在21700陪伴特斯拉走过成功的4年后，2020年底，特斯拉发布新一代电池4680。4680大圆柱相较于21700，在规格、成本、安全、使用寿命等方面又实现了全新的突破：续航里程提升16%，充放电功率提升6 倍、容量提升5倍，度电成本可以下降14%。

在特斯拉的极力推动下，随着46大圆柱的产能爬坡，预计也会在较短的年限内完成渗透（类比21700替代18650的速度）。

创新不息，降本不止，单独看4680是一项重大创新，而打包“4680+CTC+一体化压铸”更是一项“极限制造”的系统创新，1+1+1＞3。在整车内卷加剧的情况下，成本将是车企竞争力的关键，而特斯拉通过“4680+CTC+一体化压铸”一套组合拳的技术创新，实现了极致降本。从这个层面去理解，就更不得感慨特斯拉的厉害，也不难理解特斯拉大力推4680大圆柱的必要性。

Ø在特斯拉的“鲶鱼效应”下，其他车厂、电池厂陆续跟进

（1）车企：

·宝马是46大圆柱的积极推进者。宝马将从2025年起在“新世代”车型中使用46大圆柱电芯（包括4695和46120两种不同型号）。目前宝马已经给宁德、亿纬、远景各自定点40GWh的46大圆柱订单。

·通用汽车希望在未来的电动车型中从软包电池转向大圆形电池。

·蔚来汽车：23年2月，据消息人士称蔚来计划在合肥新建电池工厂，规划产能40GWh，将投产自研的46系列大圆柱电池。

·此外，包括保时捷、江淮、东风岚图等多家主流车企也在跟进大圆柱电池，对大圆柱上车表达了强烈的意愿。

（2）电池厂端：

·国内外主流企业均在布局。国内有宁德、亿纬、远景动力、比克、国轩；国外有LG、松下、三星SDI等多家头部电池企业均已经规划布局、扩产46大圆柱。

·另外，比亚迪也在2022年8月公布了一款全新六棱柱电池专利，其高度在60-150mm之间，壳体内接圆直径在15-60mm之间，而4680也在该范围内。市场人士认为，比亚迪也是为后期进入大圆柱领域做46系列三元高镍电池做准备。

Ø（2）特斯拉们为什么大力发展46大圆柱？——本质：大圆柱具有一些突出的性能优势

①做圆柱电池的好处（圆柱电池相较于方形、软包的优势）

在文章的最开头部分，我们已经比较过圆柱、方形和软包3种封装形式的优劣，其中圆柱电池绝对优势就是生产效率和一致性最高，进而能带来产能的快速效应和成本的摊薄；其次，相对优势上，比方形更高的安全性，比软包更高的成组效率等，这些优势都是特斯拉们簇拥圆柱电池的理由。

②把圆柱电池做大的好处（46大圆柱相较于21/18圆柱的优势）

为什么是46？——这是特斯拉经过数据论证，得出46 mm 是续航提升和降本的最优解。 而对于高度，目前业界并没有定论，像宝马46大圆柱有高度90和120的两个型号。

把电芯变大最直接的好处就是降低电池包BMS难度，单车带电量70多度的车18650需要7000+个、2170需要4000+个，庞大的数量对电池系统的连接和热管理提出极高要求，这也是之前较少有车企选择圆柱路线的主要原因之一，但如果是4680单体数量下降到1000个以下，BMS大大简化。

当然，除去上面所讲的两点（做圆柱电池的好处、把圆柱电池做大的好处），4680突出的性能优势还表现在1）工艺创新；2）材料体系创新：

1）大电芯2大核心工艺创新：全极耳、干电极

全极耳→降低内阻、减小发热、提高快充速度。 传统锂电池多单极耳，4680创新性提出全极耳，全极耳明显缩短电子流通路径（传统800-1000mm，4680只有80mm），进而降低内阻（传统＞20mΩ，4680为2mΩ），降低发热量（传统上升60度，4680最多上升20度），能够适用更大电流快充；同时全极耳下电池内部温度分布更加均匀，热稳定性更好。

干电极→降本增效、提升电池能量密度。目前正负极主要采用湿法涂覆工艺，而特斯拉提出的在4680运用的干电极能够降本10-20%+，生产速度提升至之前的7倍，能量密度提升5倍，寿命增加1倍。（难度大，第一代4680做了妥协）

2）大电芯材料体系创新

具体包括主材和辅材两个方面，以实现更高的能量密度、快充速度、安全性等：

主材聚焦于产品升级迭代：包括正极高镍化，负极硅基化，电解液新型锂盐LiFSi添加量上升，结构件强度要求提升等。

辅材聚焦于新材料导入：包括芳纶涂覆、碳管三代化+单壁化等。

最终，在上述这些系统性的选择和创新下，46大圆柱得以表现出突出的性能优势，4680相较于21700在性能上又实现了全新的突破：续航里程提升16%，充放电功率提升6 倍、容量提升5倍，度电成本可以下降14%。

02

第二部分：46大圆柱产业发展走到哪个阶段？

特斯拉2020年9月提出4680，彼时目标是2022年实现年产能100GWh，如今两年多过去，从后视镜看，4680实际量产情况是不及预期的。虽迟但到，2023年46大圆柱将真正迎来放量元年：特斯拉22年底加州工厂产线周产能已爬坡至86.8万颗，能配套1000辆Model Y，对应年产能约4GWh；此外，特斯拉也表示4680已经熬过了量产的最困难时期，并拟在内华达州扩产100GWh的4680年产能。

此外，给特斯拉配套的松下、LG也即将出货，国内进展最快的亿纬预计下半年也会开始出货。从特斯拉以及电池厂的进度来看，23年46大圆柱产量将首次突破双位数，作为一种从0→1的新技术，兑现1即将迈入从1→10/100的快速增长阶段，产业趋势的确定性已是100%。

23年开始放量，24年大规模放量，将突破100GWh，往后看23-25年整个46大圆柱电池出货量都将保持翻倍式的增长，在整个成长赛道都是屈指可数的高景气细分。

此外，46大圆柱电池除了用在市场认知的电动车、皮卡等动力领域，还有望应用于储能领域，且已有其他公司规划了储能大电芯，如此大圆柱的天花板不再局限于动力，而是动力+储能。

03

第三部分：如何看待46大圆柱下的投资机会

主要聚焦于设备、材料和电池厂环节，寻找“有量价提升”、“业务从0→1突破”、“确定性兼顾弹性”的标的：

【写在最后】从去年到今年，透过钠离子电池、PET复合铜箔、HJT/钙钛矿、电镀铜等等，可以明显感受到市场对新技术环节的热衷，对于这些从0→1（或从0→0.1）的新技术，股价在短时间内就可实现较大涨幅，弹性巨大，但是不确定性也与生俱来，更需要我们去伪存真，研究和投资的难度加大。而站在2023年，显然4680大圆柱能与前面那些从0→1的新技术有所区别，产业发展阶段上：4680是从0→1用两年的时间兑现1，23年开始是从1→10/100高速增长的新阶段，产业趋势已是100%，确定性上是明显增加的，在确定性不断向上+兼顾赔率的基础上，值得重视。

标签：