電池行業(yè)深度報(bào)告：特斯拉引領(lǐng)4680趨勢(shì)

1、圓柱電池工藝成熟歷史悠久，特斯拉引領(lǐng)圓柱尺寸大型化圓柱電池最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，興于消費(fèi)電子繁于電動(dòng)車圓柱型電池是商業(yè)化最早的電池形態(tài)工藝成熟標(biāo)準(zhǔn)化程度高圓柱電池是商業(yè)化最早生產(chǎn)自動(dòng)化程度最高、成本最低的一種電池形式。圓柱鋰電池最早由索尼進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，后續(xù)由松下于上世紀(jì)90 年代發(fā)揚(yáng)光大，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子2009 年松下消費(fèi)電子用鋰產(chǎn)品業(yè)務(wù)虧損開(kāi)始轉(zhuǎn)向與特斯拉合作開(kāi)啟了純電動(dòng)汽車圓柱電池時(shí)代當(dāng)前市面上常用圓柱電芯為18650 和170兩種其“18代表電芯圓柱直徑為18mm“65代表電芯圓柱高度為65mm，最后的“0”代表電芯為圓柱形。圖：圓柱電池實(shí)物圖圖：圓柱電池內(nèi)部構(gòu)成汽車電子設(shè)計(jì)，Pnoni

2、c，充放電的本質(zhì)是鋰離子在正負(fù)極間的移動(dòng)放電時(shí)鋰離子從負(fù)（陽(yáng)極穿過(guò)隔膜動(dòng)到正（陰極從負(fù)極轉(zhuǎn)移到正極的鋰離子越多電池可以釋放的能量就越多充電時(shí)，在外加電場(chǎng)的影響下鋰離子從正（陽(yáng)極穿過(guò)隔膜移動(dòng)到負(fù)（陰極“穩(wěn)定地嵌入到負(fù)極的石墨層狀結(jié)構(gòu)中當(dāng)正極轉(zhuǎn)移到負(fù)極的鋰離子越多電池可以存儲(chǔ)的能力就越多在每一次充放電循環(huán)過(guò)程中鋰離子(Li+)充當(dāng)了電能的搬運(yùn)載體周而復(fù)始的從正極負(fù)極正極來(lái)回的移動(dòng)與正負(fù)極材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)了電的轉(zhuǎn)移由于電解質(zhì)隔離膜等都是電子的絕緣體所以這個(gè)循環(huán)過(guò)程中并沒(méi)有電子在負(fù)極之間的來(lái)回移動(dòng)，它們只參與電極的化學(xué)反應(yīng)。圖：放電過(guò)程：鋰離子從負(fù)極（陽(yáng)極）移動(dòng)到正極（陰極）

3、圖：充電過(guò)程：鋰離子從正極（陽(yáng)極）移動(dòng)到負(fù)極（陰極）a電池日，浙商證券研究所a電池日，特斯拉提出4680配套工藝方案，描繪電池制造理想藍(lán)圖1860 成功向270 迭代當(dāng)前技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)加劇亟需新的突破160 鋰離子電池自1994年問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)取得了巨大的成功特斯拉的odelSX 就是采用日本松下提供的18650電池但18650 電池受限于體積容量提升空間較小應(yīng)用前景受限2017 年特斯拉宣布與松下聯(lián)合量產(chǎn)新型21700 池其保持了18650 電池的高可靠性和穩(wěn)定性同時(shí)具有更高的能量密度更低的成本能更好的滿足電動(dòng)汽車的要求全球鋰電巨頭的重點(diǎn)紛紛轉(zhuǎn)向電池當(dāng)前在國(guó)內(nèi)方形+磷酸鐵鋰電池的沖擊下21700 市

4、場(chǎng)份額有所下滑圓柱電池亟需尋找到新的突破點(diǎn)。圖：5號(hào)、7號(hào)、185、270和460電池形態(tài)對(duì)比圖：拆解后的2700和1860極片澎湃新聞圖片，電動(dòng)汽車專家kickrd，圖017201年國(guó)內(nèi)三種類型裝機(jī)量與同（單位W%圖：216-021年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池封裝占比（單位：）0方形裝機(jī)（GW）圓柱裝機(jī)（GW）軟包裝機(jī)（GW）方形同比（%）圓柱同比（%）軟包同比（%）7890方形電池圓柱電池軟包電池%67890I，浙商證券研究所II，浙商證券研究所圖：216-021E海外動(dòng)力電池封裝占比（單位：%）圖1：017202E年全球動(dòng)力電池封裝占比（單位：）方形電池圓柱電池軟包電池%67890方形電池圓柱電池軟包

5、電池7890I，浙商證券研究所II，浙商證券研究所測(cè)算特斯拉提出的“460”是包括工藝體系和材料體系的一整套解決方案。200 年9 月電池日上，特斯拉提出一整套從材料到工藝制造的完整解決方案，工藝體系上提出4680 大（原本是46800馬斯克省去最后一“0+無(wú)極耳+TC 三位一體的解決方案化學(xué)材料體系配套方面，使用高鎳（無(wú)鈷）+硅碳負(fù)極并在正負(fù)極中添加粘合劑等輔材。4680 在1700 的基礎(chǔ)上全方位進(jìn)化。480 不僅在上一代21700 基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單體電芯能量功率密度(對(duì)應(yīng)快充加速等性能)能量密度及成本的躍遷還在系統(tǒng)層面將成組效率、安全（關(guān)鍵技術(shù)是全極耳實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化此外根據(jù)特斯拉研究者royes

6、lke 的信息2023-2024 將會(huì)進(jìn)步推出更高性能的圓柱電池在系統(tǒng)容量能量密度方面更進(jìn)一步臺(tái)階460 電池在21700 基礎(chǔ)上進(jìn)行了全方位升級(jí)，有望引領(lǐng)新的一代電池革命。表 ：特斯拉自制三種尺寸圓柱電池參數(shù)比較（單位：mmmm，Wh，W/k，W/k，個(gè)，$W）電池型號(hào)1850210046（02版本）46（03版本）46（04版本）電芯級(jí)規(guī)格（*）186521704680468046801888電芯單體能量（）121598（3%）108（10）18（9）（50%）電芯單體容量（）3.04.824-電芯單體質(zhì)量（）4570355355355電芯單體能量密度（h/）270270276（2%）30

7、4（1%)332（2%）功率密度（/g)460 相比270 有更高的功密度（功率是其6 倍）系系統(tǒng)級(jí)電池系統(tǒng)電芯數(shù)量（個(gè)）700+個(gè)電芯446 個(gè)電芯88 個(gè)電芯（列9行2 排）電池系統(tǒng)總?cè)萘浚↘h）85834811894977電池系統(tǒng)成組效率（ ）低中高電池系統(tǒng)安全性能一般良好優(yōu)秀電池系統(tǒng)成本（$/）171155-%）規(guī)模量產(chǎn)后將低于270電池系統(tǒng)售價(jià)（$/）185170-%）-資料來(lái)源：第一電動(dòng)，a電池日，royke，電池專家k Rickrd，浙商證券研究所測(cè)算；注：參數(shù)同比變化基于上一年尺寸升級(jí)：大尺寸的工藝改良實(shí)現(xiàn)提效降本。新圓柱尺寸4680，在170 的基礎(chǔ)上徑和高度同時(shí)做了擴(kuò)展，直

8、徑增加一倍多至46mm，高度增加至80mm，該尺寸是特斯拉工程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)遍歷測(cè)試后考慮續(xù)航里程和成本后得到的相對(duì)平衡點(diǎn)根據(jù)特斯拉電池日公布數(shù)據(jù)，4680 相比21700 顆電芯容量提升5 倍，功率提升6 倍，在整車層面實(shí)現(xiàn)了16續(xù)航里程的提升，成本降低14，在單GH 投資成本方面降低7%。圖1：特斯拉電池尺寸變革歷史（單位：，%）圖1：680電池性能優(yōu)勢(shì)（單位：，）a電池日，浙商證券研究所a電池日，圖146m為性能和成本權(quán)衡下的相對(duì)平衡（單位%圖1：僅外形改變帶來(lái)的成本降低（單位：% ）a電池日，浙商證券研究所a電池日，工藝創(chuàng)新：無(wú)極耳技術(shù)是 680 工藝層面配套的核心技術(shù)。特斯拉工程團(tuán)隊(duì)將無(wú)極

9、耳技術(shù)應(yīng)用于4680 圓柱電池（2170 難以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)如下效果：1）激光焊接縮短電子移動(dòng)路徑2100 只有兩個(gè)極耳整個(gè)極片的電子的傳輸只能通過(guò)兩個(gè)極耳的通道4680在電池兩端接觸面全部具備極耳的功能，利用激光焊接技術(shù)在銅箔上建立10 個(gè)以上的鏈接點(diǎn)，縮短電流距離，達(dá)到減小內(nèi)阻的目的；2）簡(jiǎn)化工藝提高效率：在移除極耳后，電池的繞制和涂料流程得到極大簡(jiǎn)化，不再需要因?yàn)闃O耳而中斷生產(chǎn)流程，大幅提升生產(chǎn)效率；3）散熱提升安全性強(qiáng)適用快充無(wú)極耳技術(shù)下電池可以通過(guò)整個(gè)電芯導(dǎo)（21700 只能通過(guò)極耳側(cè)散熱，整個(gè)電芯的熱均衡性能更好，安全性提升的同時(shí)，對(duì)熱管理系統(tǒng)要求降低，更加適用于高溫條件下的快充場(chǎng)景。

10、無(wú)極耳技術(shù)被視為4680 配套的核心技術(shù)，也是國(guó)內(nèi)各個(gè)廠家切需要攻破的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。極耳圖1：常規(guī)圓柱電池正負(fù)極交匯處的極耳圖1：680電池?zé)o極耳解決方案極耳a電池日，浙商證券研究所a電池日，工藝創(chuàng)新：CC去Pack電池結(jié)構(gòu)化，高效利用車內(nèi)空間實(shí)現(xiàn)降本和提高能量密度的效果電池包去k 構(gòu)造取消原有的座艙地板取代以電池上蓋利用4680 堅(jiān)硬穩(wěn)定的屬性使其作為中心的結(jié)構(gòu)件傳遞上下面板的壓力，TC 使電池包具備能源設(shè)備和結(jié)構(gòu)件的雙重作用TC去pack 節(jié)省電池組內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的成本和空間提高了電池組級(jí)別的能量密度，此外電池成為結(jié)構(gòu)件后大大減少汽車結(jié)構(gòu)件的需求數(shù)量從而降低整車成本和重量讓非電池組成分變成負(fù)質(zhì)量，

11、為電池勻出更多空間，提高整車級(jí)別的能量密度。特斯拉CTC 技術(shù)使車身重量減少10，續(xù)航增加14，零部件減少370 個(gè)。圖1：去模組結(jié)構(gòu)降低成本的同時(shí)為電芯騰出更多空間圖1：C技術(shù)提高能量密度降低結(jié)構(gòu)件成本（單位：）a電池日，浙商證券研究所a電池日，圖1：特斯拉柏林工廠 460odelY的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2：680 odel Y的前排座椅和中央扶手直接坐在電池上上汽車電子設(shè)計(jì)公眾，浙商證券研究所汽車電子設(shè)計(jì)公眾號(hào)，浙商證券研究所材料進(jìn)階高鎳硅基配套硅改造摻雜劑降本改性負(fù)極材料特斯拉通過(guò)在冶金硅表面引入涂層包覆材料低成本改造硅基材料成負(fù)極特斯拉的包覆硅材料價(jià)格約相對(duì)于硅氧、硅碳材料成本大幅降低，實(shí)現(xiàn)在電

12、池組層面將每千瓦時(shí)成本降低5%，最終提 升電動(dòng)車20的續(xù)航里程正極材料鎳金屬相比鈷金屬兼具比容量和成本優(yōu)勢(shì)特斯拉優(yōu) 先采用高鎳的正極解決方案推進(jìn)無(wú)鈷正極的開(kāi)發(fā)利用新型粘合劑和導(dǎo)電劑實(shí)現(xiàn)正極材 料降本15的目標(biāo)。圖2：硅是地殼中最豐富的的元素之一圖2：硅材料當(dāng)充滿鋰時(shí)會(huì)膨脹擠壓粒子使其絕緣失去容量a電池日，浙商證券研究所a電池日，圖2通過(guò)在原始冶金硅上包覆的手段大幅降低硅材料成（位：$/KW）圖2：引入硅基負(fù)極將提升電動(dòng)車20的續(xù)航里程（單位：%）a電池日，浙商證券研究所a電池日，圖2鎳金屬作為正極材料兼具成本和性能優(yōu)（單位Wh/k）圖 26：無(wú)鈷化&新型涂層和摻雜劑降低正極成本（單位：%，$/

13、KWh）a電池日，浙商證券研究所a電池日，簡(jiǎn)化前端工序提出干法電極技術(shù)省去高成本的勻漿涂布干燥環(huán)節(jié)傳統(tǒng)濕法電極技術(shù)前端工序需要把（負(fù)極材料粘合劑導(dǎo)電劑溶劑和水進(jìn)行混合然后將漿料涂在箔上在幾十米長(zhǎng)的干燥爐中進(jìn)行烘干并回收溶劑制備成（負(fù)級(jí)極片傳統(tǒng)工序歷溶劑混合和干燥提煉的兩個(gè)逆向反應(yīng)過(guò)程特斯拉從第一性原理角度出發(fā)直接從源頭覆傳統(tǒng)濕法電極制造技術(shù)不用溶劑省去濕法混合干燥和提純步驟降低成本避免溶劑和粘合劑反應(yīng)形成包圍活性材料的粘結(jié)劑（降低活性材料之間及和導(dǎo)電劑的接觸降低極導(dǎo)電性能，提升導(dǎo)電性能、電極密度和容量，適用于高容量高倍率電池。特斯拉收購(gòu)axl 公司進(jìn)行干發(fā)電極設(shè)備工藝開(kāi)發(fā)預(yù)計(jì)干法電極工藝改進(jìn)并

14、量產(chǎn)后可使工廠占地面積和能耗減少至十分之一，投入成本大幅下降。關(guān)鍵工序?qū)嵅倭鞒瘫?：傳統(tǒng)圓柱電芯生產(chǎn)關(guān)鍵工序?qū)嵅倭鞒虜嚢鑴驖{將正極或者負(fù)極粉料以及其他配料進(jìn)行預(yù)處理并混合均勻調(diào)制成漿漿漿料涂布+干燥將漿料間歇、均勻地涂覆在傳送集流體的表面，烘干，分別制成正負(fù)極的極片卷極片冷壓將涂布后的極片卷壓實(shí)，達(dá)到合適的密度和厚度裁裁片分條將冷壓后的極片卷，先裁成大片，然后分成所需要的的小條正負(fù)極片卷繞將小條正負(fù)極極片、隔離膜卷繞組合成裸電芯頂頂封將裸電芯包上包裝鋁箔，對(duì)頂部和側(cè)邊進(jìn)行熱封裝注液將電解液加入到電芯中并將電芯完全封住，注液前需除水嚴(yán)格控制濕度預(yù)預(yù)化成通過(guò)充電方式將其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，同時(shí)在負(fù)

15、極表面形成良好的SI膜成型將電芯外型作做最后加工資料來(lái)源：鋰電派，浙商證券研究所圖2傳統(tǒng)濕法電極制造工藝設(shè)備投資（勻漿涂布干燥極片圖2：干法電極制造工藝大幅降低能耗冷壓） a電池日，a電池日，圖2：特斯拉從第一性原理出發(fā)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程圖3：干法電極制造工藝大幅度降低投資成本和能耗a電池日，a電池日，在特斯拉的遠(yuǎn)景藍(lán)圖中通過(guò)一系列組合的方法實(shí)現(xiàn)電池性能的提升以及生產(chǎn)成本的幅降低具體包括1電池結(jié)構(gòu)大型化2生產(chǎn)工藝優(yōu)化干發(fā)電極制造工藝易拉罐流水線生產(chǎn)工藝引入電池回收TC 技（省去模組和pack等3材料體系迭代負(fù)極材料添加硅碳正極材料高鎳化等按照特斯拉目標(biāo)汽車層面將實(shí)現(xiàn)54續(xù)航里程的提升，電池層面每

16、千瓦時(shí)的成本減少56投資成本層面每吉瓦時(shí)投資減少69創(chuàng)造一條新的電池成本曲線（降低路徑，為鋰電池的大規(guī)模制造應(yīng)用鋪平道路。圖3：特斯拉五位一體的降本方案圖3C技術(shù)提高能量密度降低結(jié)構(gòu)件成（單位$/KW%a電池日，浙商證券研究所a電池日，480大圓柱趨勢(shì)確立，龍頭布局23年迎來(lái)規(guī)模量產(chǎn)4680+高鎳硅基路線有望成為高端長(zhǎng)續(xù)航車型主流技術(shù)路線動(dòng)力電池的性能決定整車性能整車性能需求決定怎么定義動(dòng)力電池性能下面從安性續(xù)航里程低溫可靠性快充和成本幾個(gè)角度分析對(duì)比4680+高鎳硅基與大方形+磷酸鋰之間的優(yōu)劣。圓柱電芯在主流形態(tài)中熱安全和機(jī)械安全性最高1單體電芯角度與方型軟包對(duì)比圓柱電芯單體最小可以分散風(fēng)險(xiǎn)

17、此外面臨熱膨脹時(shí)整個(gè)殼體均勻受熱不會(huì)出現(xiàn)方型電池側(cè)面鼓脹電池變形壽命下降的問(wèn)題2模組級(jí)角度圓柱電芯以蜂窩式排列電芯之留有天然空隙（熱交換面積，此外每個(gè)單體有獨(dú)立的定向泄壓裝置，保證單體電芯發(fā)生熱控時(shí)不會(huì)蔓延到周圍產(chǎn)生連鎖反應(yīng)；3）機(jī)械性能方面，圓柱電芯的殼體可提供一定的結(jié)構(gòu)剛性在受到外部沖擊時(shí)形成有效的緩沖使得形變不容易侵入電芯的內(nèi)部這使得蜂窩排列的大圓柱電芯成為TP/TC等技術(shù)路線的理想選擇。圖3：圓柱電池的熱安全性能和機(jī)械安全性能突出圖3：億緯鋰能680電芯級(jí)測(cè)試結(jié)果：開(kāi)閥后定向泄壓比克電池，億緯鋰能，圖3：億緯鋰能680模組級(jí)穿刺測(cè)試結(jié)果：有明火、無(wú)擴(kuò)散圖3：億緯鋰能680系統(tǒng)級(jí)過(guò)充測(cè)試

18、結(jié)果：只冒煙、無(wú)明火億緯鋰能，億緯鋰能，測(cè)試級(jí)別測(cè)試結(jié)果反映性能優(yōu)勢(shì)表 ：億緯鋰能680測(cè)試級(jí)別測(cè)試結(jié)果反映性能優(yōu)勢(shì)電芯級(jí)460在熱過(guò)載情況下可以實(shí)定向散熱釋放壓力散熱能力突出，熱安全模組級(jí)模組級(jí)460單顆電池被穿刺時(shí)因?yàn)殚y提前釋放熱量不會(huì)對(duì)相鄰電池進(jìn)行熱擴(kuò)散系統(tǒng)級(jí)460單顆電芯和四顆電芯分在過(guò)充后在很短時(shí)間內(nèi)釋放出壓力，系統(tǒng)無(wú)資料來(lái)源：億緯鋰能，浙商證券研究所低、快充性能好大圓柱的安全性高，能承受高能量密度化學(xué)體系。能量密度通常和電池的穩(wěn)定性/安全性呈反向關(guān)系三元和方形都屬于高能量密度體系在安全性方面弱于鐵鋰和圓柱方形的平行結(jié)構(gòu)在使用高鎳硅基等高能量密度體系時(shí)會(huì)隨著使用而逐漸鼓脹嚴(yán)重影響整包

19、的安全性能，過(guò)去用于方形電池屢屢出現(xiàn)事故足以說(shuō)明電化學(xué)體系和電池封裝體系互補(bǔ)的重要性圓柱電芯結(jié)構(gòu)對(duì)稱可以有效的束縛住卷心在半徑方向上的膨脹和內(nèi)部的氣壓使得電芯可以保證在整個(gè)生命周期不發(fā)生形變圓柱電芯的高安全上限使得它可以支持更高能量密度的化學(xué)體系，從而補(bǔ)足成組效率略低的短板。高能量密度的高鎳材料低溫適應(yīng)性強(qiáng)續(xù)航里程除了理論能量密度外還需要考察不同景研究表明在-20時(shí)磷酸鐵鋰電池容量只能達(dá)到常溫的1/3鋰離子擴(kuò)散系數(shù)較常溫下下降兩個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)溫度下降到-40時(shí)，磷酸鐵鋰只能保持常溫容量的 20%，磷酸鐵鋰低溫性能差主要是由于其本征電導(dǎo)率和鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)都很低相對(duì)而言三元電池耐溫性能好，適應(yīng)低溫

20、環(huán)境，成為在高緯度地區(qū)消費(fèi)者的優(yōu)先選擇。大圓柱方形表 ：電池封裝體系與電化學(xué)材料體系大圓柱方形正極高鎳負(fù)硅基高安全性，高能量密度，耐低溫低安全性，高能量密度，耐低溫正正極鐵鋰負(fù)石墨高安全性，低能量密度，低溫適應(yīng)性差高安全性，高能量密度，低溫適應(yīng)性差，比克電池，大圓柱電池單體電壓高具備高度一致性快充適用性強(qiáng)當(dāng)前電動(dòng)車相比燃油車的一痛點(diǎn)是充電速度除了充電站數(shù)量不夠以外充電效率低是最大的問(wèn)題高壓快充技術(shù)是效的解決方法高壓快充需要將多只電芯串聯(lián)起來(lái)達(dá)到800 伏甚至100 伏的高電壓狀態(tài)，多電芯串聯(lián)對(duì)電芯的一致性提出了極高的要求整串電芯的性能由其中最差的電芯決（木桶效應(yīng)。大圓柱電芯因?yàn)槠鋯误w的電壓高，

21、一致性好等優(yōu)勢(shì)，使其可以非常好的匹配高壓快充技術(shù)此外大圓柱電芯具有的其他優(yōu)勢(shì)比如便于高溫高壓充電時(shí)散熱能力強(qiáng)便于管理，可以靈活利用異形空間高度標(biāo)準(zhǔn)化的形態(tài)，利于平臺(tái)化及迭代等。4680高鎳硅基電池成本下降可期，未來(lái)有望成為長(zhǎng)續(xù)航里程車型主流技術(shù)路線。根據(jù)鑫欏資訊產(chǎn)業(yè)鏈2022年3 月1 日價(jià)格及相關(guān)假設(shè)做動(dòng)力電池成本測(cè)算假設(shè)兩者折舊&人工&其他制造費(fèi)用相同，只考慮材料端的差異，8 系三元+硅基負(fù)極電池成本為0.97 元h相比5系三元+人造石墨電池0.96元h成本主要高在硅基負(fù)極和新型電解液成本上，按照特斯拉對(duì)未來(lái)電池技術(shù)方案及產(chǎn)線的設(shè)想，考慮材料端降本和生產(chǎn)工藝的升級(jí)，高鎳三元+硅基負(fù)極電池成

22、本有56的下降空間，對(duì)應(yīng)0.43 元h，根據(jù)特斯拉的公開(kāi)官方描述情況特斯拉認(rèn)為4680 有望在22 年可與競(jìng)品同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)23 年超越競(jìng)品我們認(rèn)為伴隨材料成本下降和規(guī)模效應(yīng)，4680 高鎳硅基體系的綜合成本有望持續(xù)下降，在高端長(zhǎng)續(xù)航里程車型中460高鎳硅基有望成為主流技術(shù)路線。圖3：大圓柱電池與高壓快充的匹配性圖3：680高鎳硅基與大方型鐵鋰綜合對(duì)比圖4680+高鎳硅基大方形+鐵鋰安全性能5431生產(chǎn)成本 210快充性能能量密低溫性能比克電池，圖3：從電化學(xué)體系分析動(dòng)力電池技術(shù)路線：高鎳三元硅基是確定性趨勢(shì)（單位：公里，%，W/Kg）Deloite，浙商證研究所表 ：8系三元硅基負(fù)極動(dòng)力電池成本拆

23、分及對(duì)比（單位：元/W，噸/GW，萬(wàn)元噸，萬(wàn)m/GW，元/m）項(xiàng)目5系三元人造石墨8系三元硅基負(fù)極測(cè)算總成本（元/h）0.60.7材料成本材料成本合計(jì)（元/h）0.70.8正極材料5 系三元正極材料8 系三元正極材料單耗（噸GW）169142單價(jià)（含稅，萬(wàn)元噸）36454075對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.40.1負(fù)極材料人造石墨（高端動(dòng)力）硅基負(fù)極（5摻雜）單耗（噸GW）120123單價(jià)（含稅，萬(wàn)元噸）6.810對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.80.1隔膜濕法/m單耗（萬(wàn)GW）170170單價(jià)（含稅，元）1.41.4對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.20.2電解液鋰鹽：六氟磷酸鋰

24、鋰鹽：LISFI單耗（噸GW）800800單價(jià)（含稅，萬(wàn)元噸）12151338對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.860.95銅箔6m單耗（噸GW）650650單價(jià)（含稅，萬(wàn)元噸）12351235對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.70.7鋁箔單耗（噸GW）450450單價(jià)（不含稅，萬(wàn)元噸）3.53.5對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.10.1結(jié)構(gòu)件單位價(jià)值量（元KW）5045對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.50.45其他材料成本對(duì)應(yīng)單Wh成本（不含稅，元Wh）0.10.1折舊人工其他制造費(fèi)用單Wh折舊成本（/h）0.30.3單Wh人工成本（/h）0.50.5單Wh其他制造費(fèi)用（元Wh）

25、0.10.1資料來(lái)源：鑫欏資訊，II，容百科技公司公告，貝特瑞公司公告，天賜材料公司公告，寧德時(shí)代公司公告等，浙商證券研究所算；注：主材采用鑫欏資訊222 年3 月1 日原材料價(jià)格據(jù)測(cè)；8 系硅基負(fù)極假設(shè)采用LISFI 的鋰鹽電解液作為CC 技術(shù)是加強(qiáng)版的CP，可進(jìn)一步提升整車?yán)m(xù)航降低成本為下一代電池廠和整機(jī)廠競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)繼09 年TP 被提出后2020 年寧德時(shí)代公布了關(guān)于電池結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)路線圖除了第二代第三代TP 電池系統(tǒng)以外還提出了TC 電池系統(tǒng)具體來(lái)說(shuō)TP技術(shù)是將電芯直接集成到K 箱體省去模組，TP 與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電池相比可以減少零件數(shù)（40提高空間利用（1520%從而提高能量密（1015

26、降低電池包成本（1015，目前TP 可同時(shí)配套三元和磷酸鐵鋰兩種電池體系，已經(jīng)在odel3、蔚來(lái)等多款車型上車使用。TC 是將電芯直接集成到車底盤同時(shí)省去模組和電池包相當(dāng)于加強(qiáng)版TP進(jìn)一步節(jié)省成本提升續(xù)航除TP 和TC以外特斯拉電池日提出的一體式壓鑄車身是將電芯直鑄入到底盤結(jié)構(gòu)里綜合來(lái)看TT一體化壓鑄都是物理結(jié)構(gòu)層面創(chuàng)新其原理都是加大電芯放置的物理空間提升續(xù)航，與材料體系不直接相關(guān)；我們認(rèn)為 CC 技術(shù)是未來(lái)電池企業(yè)之間必爭(zhēng)高地，更是主機(jī)廠和電池廠之間博弈的關(guān)鍵技術(shù)，率先掌握的CC 技術(shù)量產(chǎn)應(yīng)用的企業(yè)將會(huì)顯著提升自身在產(chǎn)業(yè)鏈中的議價(jià)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)力。圖4：寧德時(shí)代電池結(jié)構(gòu)技術(shù)路線圖4：特斯拉TC結(jié)構(gòu)

27、loitte，浙商證券研究所特斯拉TC 專利說(shuō)明nitdStatsPtentpliion Pubiction，特斯拉領(lǐng)銜4680 裝機(jī)，全球車企蓄勢(shì)待發(fā)柏林與奧斯汀兩大超級(jí)工廠投產(chǎn)，產(chǎn)能瓶頸打開(kāi)。特拉德國(guó)柏林工廠于2022 年3 月22 日投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)能50 萬(wàn)輛，當(dāng)前計(jì)劃生產(chǎn)odelY 并搭載4680 電池（前期4680 產(chǎn)能不足時(shí)使用21700 暫時(shí)替代；美國(guó)得克薩斯州奧斯丁工廠于2022 年4 月7 日舉辦開(kāi)工儀式，設(shè)計(jì)年產(chǎn)能100 萬(wàn)輛，其中50 萬(wàn)輛odelY（2022 年開(kāi)始交付，30 萬(wàn)輛ybertruck（2023 年開(kāi)始交付上海工廠方面特斯拉5 月1 日向上海臨港區(qū)遞交的感

28、謝信中透露將新增45 萬(wàn)輛年產(chǎn)能，7 月度產(chǎn)量約7 萬(wàn)輛（對(duì)應(yīng)年化產(chǎn)量84 萬(wàn)輛，22 年第一季度公開(kāi)交流中表示規(guī)劃150 萬(wàn)輛預(yù)計(jì)遠(yuǎn)期有望達(dá)到200 萬(wàn)輛此外還有elaei 2023 年oadter（2023 年obatax（2024 年以后相繼量產(chǎn)具體工廠未公布綜合來(lái)看我們預(yù)計(jì)22年底名義產(chǎn)能超過(guò)200 萬(wàn)輛23 年低近300 萬(wàn)輛特斯拉產(chǎn)能瓶頸打開(kāi)長(zhǎng)期角度特斯拉計(jì)劃2030 年電動(dòng)車銷量達(dá)200 萬(wàn)輛，以2021 年銷量測(cè)算，21-30 年共9 年銷量AGR 達(dá) 41匹配銷量計(jì)劃在已有單地區(qū)超級(jí)工廠擴(kuò)容更具備規(guī)模優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)保守估計(jì)伴隨各大超級(jí)工廠擴(kuò)容2025 底產(chǎn)能突破450 萬(wàn)輛。

29、圖4：022年3月特斯拉柏林工廠投產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖4：特斯拉德州超級(jí)工廠a官方平臺(tái)，搜狐新聞，表 ：特斯拉各工廠汽車年底名義產(chǎn)能（單位：輛年）國(guó)國(guó)家地區(qū)工廠車型201202E203E204E205E美國(guó)加州Fremot及其他Mod美國(guó)加州Fremot及其他Modl350005000500050005000Modl Y美國(guó)德克Austion薩斯州Modl Y02500500050005000Cybrtruk00100050005000中國(guó)上海超級(jí)工廠Modl3450010000120001500020000Modl Y德國(guó)柏林超級(jí)工廠Modl Y02500500075001000010001000100

30、010001000待車型Rodstr-Robtaxi待車型Rodstr-Robtaxi-總產(chǎn)能10000210002960038600 46600資料來(lái)源：特斯拉公司公告，馬斯克公開(kāi)發(fā)言，royk，特斯拉率先提出 468，未來(lái)將在自己的車系內(nèi)規(guī)?；褂?，特斯拉相關(guān)車系銷量將對(duì) 4680構(gòu)成筑底需求，我們對(duì)特斯拉用480 需求進(jìn)行了測(cè)算，關(guān)鍵假設(shè)和結(jié)論如下：銷量假設(shè)：產(chǎn)能端馬斯克公開(kāi)發(fā)言表示抑制特斯拉訂單最大的問(wèn)題在于產(chǎn)能22 年將集中解決能擴(kuò)張問(wèn)題，近幾年產(chǎn)能高增，通過(guò)對(duì)各工廠產(chǎn)能投放進(jìn)度匯總，我們預(yù)計(jì)22 年底產(chǎn)能破200 萬(wàn)輛，25 年底特斯拉總產(chǎn)能460 萬(wàn)輛。銷量：已有車型銷量與相應(yīng)工

31、廠的生產(chǎn)計(jì)劃和產(chǎn)能規(guī)劃相匹配，預(yù)計(jì) ybertruck 和miruck 于223 年開(kāi)始交付由于22-25 產(chǎn)能限制銷量我們通過(guò)產(chǎn)能來(lái)預(yù)計(jì)銷量預(yù)計(jì)2223/4/25 年銷量分別為136218297374 萬(wàn)輛。配套電池解決方案假設(shè)：根據(jù)電池日信息特斯拉遠(yuǎn)期將計(jì)劃形成三種電池解決方案1磷酸鐵鋰針對(duì)中程航以及對(duì)能量密度要求低的儲(chǔ)能領(lǐng)域2鎳2/3 鎳13 錳折中方案用于中長(zhǎng)程續(xù)航；3）高鎳（100，針對(duì)長(zhǎng)續(xù)航里程的乘用車、卡車、商用車。當(dāng)前鎳錳還處于概念階段，我們預(yù)計(jì)方形鐵鋰會(huì)成為特斯拉中低續(xù)航乘用車型的標(biāo)配，廣泛用在odleY和odel3的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版上三元21700目前是高續(xù)航乘用車的解決方案，未

32、來(lái)伴隨 4680+無(wú)極耳+TC 成套解決方案的成熟以及相關(guān)產(chǎn)能配套落地，在 odelY 和 odel3 的高續(xù)航車型上4680 高鎳硅碳將逐步替代21700 三元石墨卡車ybertruk 和商用客車miruck 預(yù)計(jì)23 年推出，預(yù)計(jì)全部采用4680護(hù)航。圖4：特斯拉遠(yuǎn)期計(jì)劃形成方形鐵鋰錳鐵鋰+高鎳三種解決方案Tesa電池日，浙證券研究所4680 臨近產(chǎn)業(yè)化臨界點(diǎn)，需求爆發(fā)在即。特斯拉在需求端直接拉動(dòng)，4680 電池有望在202 年實(shí)現(xiàn)上車交付，于2023 年啟動(dòng)規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2223/4/5 年特斯拉對(duì)4680 的需求分別為7/3717202Gh。表 ：特斯拉用680電池需求測(cè)算（單位：，h

33、輛，Wh）201202E203E204E205E總銷量（萬(wàn)輛） 94136216293365y87%45%60%37%26%odel Y（萬(wàn)輛） 40478314.319.523.3三元滲率（）83%54%56%58%60%0滲透率（比三，）0%20%30%50%70%單車帶量（元，輛） 81818384860電池需求h） 0.06.9205477860Cruk（萬(wàn)輛） 0052745三元滲率（）100%100%100%100%100%0滲透率（比三，）0%0%100%100%100%單車帶量（元，輛） 2002002042082120電池需求h） 0.00.09.2562955ei ruk（

34、萬(wàn)輛） 00111三元滲率（）100%100%100%100%100%0滲透率（比三，）0%0%100%100%100%單車帶量（元，輛）5005005105205310電池需求h）0.00.02.82.82.9odel （萬(wàn)輛）5151576474三元滲率（）81%34%36%38%40%0滲透率（比三，）0%0%0%20%30%單車帶量（元，輛）81818384860電池需求h）0.00.00.04.17.6odel X（萬(wàn)輛）27889三元滲率（）100%100%100%100%100%0滲透率（比三，）0%0%60%70%100%單車帶量（元，輛）1001001021041060電池需

35、求h）0.00.04.65.89.6460合計(jì)需求（h）073717202435%215%73%資料來(lái)源：特斯拉公司公告，汽車之家，特斯拉季報(bào)公開(kāi)電話會(huì)，馬斯克公開(kāi)發(fā)言，royk，浙商證券研究所全球車企加速布局，25 年裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá) 49GW。目前電動(dòng)車企客戶對(duì)大圓柱電池的布局大致分以下幾類1第一梯隊(duì)處在量產(chǎn)的前夜以特斯拉公司為代表預(yù)計(jì)于2022 年正式裝車投放市場(chǎng)；2）第二梯隊(duì)處在實(shí)質(zhì)的立項(xiàng)研發(fā)階段，預(yù)計(jì)于23 年內(nèi)左右量產(chǎn)裝車，如寶馬等，寶馬明確計(jì)劃2025 年在其新一代電動(dòng)平臺(tái)uee（wlas）上新型圓柱電池；3）第三梯隊(duì)是處在收集信息，市場(chǎng)調(diào)研以及可行性評(píng)估階段。目前大部分的新能源車企處

36、在第二和第三梯隊(duì)。當(dāng)前有很多大型的新能源車企在未來(lái)的510 年已經(jīng)敲定經(jīng)濟(jì)型采用方殼或刀片磷酸鐵鋰電池中高端采用高鎳三元加硅負(fù)極大圓柱電池的布局著技術(shù)工藝進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)鏈配套成熟，特斯拉作為行業(yè)的標(biāo)桿充分發(fā)揮示范效應(yīng)，我們預(yù)計(jì) 2025 年460 電池占整體滲透率達(dá)30，2025 年全球裝機(jī)達(dá)492Gh。圖4：車企布局大圓柱平臺(tái)情況比克電池，車企圓柱電池布局表 ：部分車企680布局（車企圓柱電池布局特斯拉率先在MdlY 上車使用，后續(xù)有望在Si Truk、ybrtk 等車型量產(chǎn)后規(guī)模使用。將于將于225 年在其新一代電動(dòng)臺(tái)NueKls（New Clss）上新型圓柱電池。寶馬稱該技術(shù)方案可以使其電池

37、成寶馬本降低3%，且能量密度比斯拉目前使用的電池更高。大眾大眾考慮從225 年開(kāi)始使用柱電池，Northot 或?qū)⒊蔀楸姷膱A柱電池主要供應(yīng)商之一。蔚來(lái)現(xiàn)已擁有超過(guò)蔚來(lái)現(xiàn)已擁有超過(guò)40 人的池研發(fā)相關(guān)團(tuán)隊(duì)，正在深入?yún)⑴c電池材料、電芯與整包設(shè)計(jì)、電池管理系統(tǒng)、制造工藝蔚來(lái)等研發(fā)工作，預(yù)計(jì)可能在223 年實(shí)現(xiàn)480 電池的小規(guī)模量，204 年推出80V 高壓平電池包。資料來(lái)源：各公司公告，維科網(wǎng)鋰電，浙商證券研究所表 ：部分已布局480車企的原有電池供應(yīng)鏈配套特斯拉戴姆勒寶馬小鵬一汽江淮寧德時(shí)代比亞迪億緯鋰能LG新能源三星SDI松下SKI國(guó)軒高科力神孚能科技桑頓星恒資料來(lái)源：起點(diǎn)研究，浙商證券研究所

38、表 0：2022205E全球480圓柱需求測(cè)算（單位：萬(wàn)輛，h輛，h202E203E204E205E國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)量（萬(wàn)輛）65085010140電動(dòng)化率（）24%30%38%49%單車帶電量KW/輛）48535860國(guó)內(nèi)裝機(jī)量GWh）312451638858國(guó)內(nèi)圓柱占比（）10%15%25%30%圓柱裝機(jī)GWh）3168160257460占圓柱（）0%20%50%83%460占整體（）0%3%13%25%4680裝機(jī)（GWh）01480215海外新能源產(chǎn)量（萬(wàn)輛）500725105130電動(dòng)化率（）9%12%17%21%單車帶電量KW/輛）56565860海外海外裝機(jī)量GWh）28040658

39、9792圓柱占比（）31%33%35%40%圓柱裝機(jī)GWh）87134206317460占圓柱（）20%40%60%88%460占整體（）6%13%21%35%4680裝機(jī)（GWh）1754124277全球動(dòng)力電池裝機(jī)合計(jì)GWh）592857127160全球圓柱占比（）20%24%30%35%全球圓柱電池裝機(jī)合計(jì)GWh球全球4680大圓柱裝機(jī)合計(jì)（Gh）1767203492yoy（）287%203%142%460占圓柱（）15%33%56%86%460占整體（）3%8%17%30%中汽協(xié)Mrklin，SE rrh，中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)動(dòng)力電池創(chuàng)新聯(lián)盟，II，比克電池，浙商證券

40、研究所多家電池企業(yè)深度布局，2023 有望迎來(lái)規(guī)模量產(chǎn)日韓三巨頭圓柱份額全球領(lǐng)先特斯拉自制480帶動(dòng)大圓柱趨勢(shì)根據(jù)EVank 據(jù)， 2021 年全球圓柱電池市場(chǎng)主要被松下LG 和三星DI 三家占據(jù)松下和LG 主要系特斯拉新能車銷量帶動(dòng)排名遙遙領(lǐng)先特斯拉原計(jì)劃22 年底4680 產(chǎn)能達(dá)100Wh222年第二季度已經(jīng)在德州工廠開(kāi)始向客戶交付帶有4680 電池組的odelY頭部電池廠商紛紛跟隨加 4680 電池陣營(yíng)，包括松下、LG 新能源、三星I、寧德時(shí)代、億緯鋰能、比克電池均已深度布局4680 電池，從投產(chǎn)規(guī)劃來(lái)看，2022-224 規(guī)模級(jí)的4680 產(chǎn)線將陸續(xù)投產(chǎn)。圖4：021年全球圓柱電池市場(chǎng)

41、競(jìng)爭(zhēng)格局（單位：）圖4：020年我國(guó)動(dòng)力圓柱市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（單位：）其他,松下,其他,力神,國(guó)軒高科化學(xué)比克電池,igst,is,% 三星SI,S,BAKTe,%t, %EVnk，浙商證研究所II，浙商證券研究所表 1：海內(nèi)外電池企業(yè)460布局情況（單位：Wh，TW，m，億日元，億美元）量量產(chǎn)時(shí)間460規(guī)劃億緯鋰能203 當(dāng)前億緯鋰能已經(jīng)布局了480與495兩大型號(hào)，其大圓柱料已經(jīng)做到鎳9系的極致水，投資43億元在湖北荊門設(shè)0Wh6系列電池產(chǎn)能，已獲寶馬、大運(yùn)汽車定點(diǎn)。20203 年及比克460 系列大圓柱電池蓋80m 至10，計(jì)劃222 小批量量產(chǎn)，3 年規(guī)模量，預(yù)計(jì)比克電池以后未來(lái)幾年將產(chǎn)能

42、擴(kuò)充至80W。寧德時(shí)代204 年寧德時(shí)代的480 電池研發(fā)正加快節(jié)奏，項(xiàng)目名稱叫金箍棒，公司在460 電池上已規(guī)了條線，共12Wh。目前寧德代在兩輪車領(lǐng)域的大圓柱電池已經(jīng)下線使應(yīng)用；此外，寧德拿到寶馬25 年新世代車型46 米新型圓柱電池定點(diǎn)，計(jì)劃在中國(guó)和歐洲分別建設(shè)20Wh 的工廠配套寶馬。美國(guó)特斯拉203 年日本松下204 年中短期規(guī)劃10Wh，30 年計(jì)達(dá)到3Th（00WH）產(chǎn)能，222 在德州工廠開(kāi)始向戶交付帶有480 電池的Mdl 。松下宣布將在其位于日本西部的和歌山工廠投資80 億日（約7 億美元）新建兩條生線來(lái)生產(chǎn)480 電池，年量0Wh，每年可以為為15 萬(wàn)輛汽車供動(dòng)力電池，預(yù)

43、計(jì)24年3 月前實(shí)203 年下21 第一季度宣布在韓國(guó)梧倉(cāng)廠試生產(chǎn)并擴(kuò)建480 產(chǎn)能，203 年下21 第一季度宣布在韓國(guó)梧倉(cāng)廠試生產(chǎn)并擴(kuò)建480 產(chǎn)能，劃9Wh，計(jì)劃3 年下半年產(chǎn)，半年主要客戶為特斯拉、寶馬，希望獲得特斯拉的首批480 訂。韓國(guó)LG韓國(guó)三星203 年以后21 年7 月，完成40 電池品開(kāi)發(fā)，在韓國(guó)天安為特斯拉建立480 測(cè)試產(chǎn)線，第一批備已21 年9 月宣布生產(chǎn)出第一款480 電池，計(jì)劃24 年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)。204 年Storot以色列經(jīng)訂購(gòu)，規(guī)劃年產(chǎn)能1Wh，相關(guān)測(cè)試于222 年底完工，測(cè)試順利，將在馬來(lái)西亞工于2021 年9 月宣布生產(chǎn)出第一款480 電池，計(jì)劃24 年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)

44、。204 年Storot以色列瑞典Nortvolt-英國(guó)Britisholt-歐洲本土電池企業(yè)瑞典制造商，客戶包括大眾、寶馬、沃爾沃、極星等主機(jī)廠，為配合大眾（慮225 年開(kāi)始使用圓柱電池成功開(kāi)發(fā)270 圓柱電池并備量產(chǎn)，不排除將在后期開(kāi)發(fā)大圓柱電池。宣布正在開(kāi)發(fā)490 電池，計(jì)先在其收購(gòu)的德國(guó)電池制造商EAS 工廠開(kāi)發(fā)60 電芯原型后在其位于英國(guó)諾森伯蘭郡的電池廠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)；與蓮花汽車和阿斯頓馬丁簽署了諒解備忘錄，三方將開(kāi)發(fā)一款電動(dòng)跑車，計(jì)劃于225 年發(fā)布。資料來(lái)源：各公司公告，各公司官網(wǎng)，汽車百人會(huì)，浙商證券研究所特斯拉領(lǐng)銜投產(chǎn) 480 配套 olY，遠(yuǎn)期規(guī)劃成為電池-汽車一體化巨頭

45、。22 年2 月，特斯拉宣布在美國(guó)加州試點(diǎn)工廠下線第100 萬(wàn)個(gè)4680 電池，開(kāi)啟大圓柱電池規(guī)模生產(chǎn)的新階段4月8日馬斯克在德州超級(jí)工廠開(kāi)工時(shí)發(fā)言德州工廠生產(chǎn)的電池配套該車廠odelY及未來(lái)其他車型，實(shí)際上4 月首批裝載4680 電池組的odelY 在德州工廠實(shí)現(xiàn)交付。特斯拉將把德州超級(jí)工廠打造成世界上最大的電池工廠，按照此前規(guī)劃，預(yù)計(jì)在2022 年底達(dá) 100h遠(yuǎn)期產(chǎn)能甚至可能達(dá)到200Wh-250h8 月初特斯拉股東大會(huì)上特斯拉透露因?yàn)槟承┬录夹g(shù)亟需攻破生產(chǎn)效率有待提高今年年底才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)略慢于預(yù)期長(zhǎng)遠(yuǎn)看考慮到全球每年需要20Th25Th 持續(xù)1015 的生產(chǎn)才能完成可再生能源過(guò)（合計(jì)3

46、00TWh 電池產(chǎn)量特斯拉計(jì)劃在2030 年預(yù)計(jì)達(dá)到3T（3000H產(chǎn)能成為車企電池一體化巨頭。圖4：特斯拉慶祝222年1月第10萬(wàn)只60電芯投產(chǎn)Tesa官方推特，圖4：特斯拉電池產(chǎn)能規(guī)劃（單位：W，TW）圖5特斯拉認(rèn)為長(zhǎng)期來(lái)看實(shí)現(xiàn)全球過(guò)渡到需要2TWh電池年產(chǎn)能（單位：TW）a電池日，a電池日，松下與特斯拉在圓柱電池上合作歷史悠久，有望首批量產(chǎn) 4680 供應(yīng)。松下與特斯拉的合作以2010 年入股特斯拉為起點(diǎn)，2012 年開(kāi)始量產(chǎn)1860 并為特斯拉odelS 配套，2017年下半年特斯拉與松下合資建設(shè)的內(nèi)華達(dá)州 gafactory 投產(chǎn)，生產(chǎn)圓柱 21700 電池配套o(hù)del3該款電池幫助

47、特斯拉實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品能量密度的大幅提升和成本的降低松下再和特斯拉相互協(xié)作推進(jìn)電池技術(shù)革新的同時(shí)產(chǎn)銷量大幅提升至今為止松下21700 累計(jì)產(chǎn)量已接近18650。下一代技術(shù)路線上松下計(jì)劃通過(guò)正極無(wú)鈷化硅碳負(fù)極和大尺寸推動(dòng)電池能量密度提升與特斯拉的4680 在工藝和材料方面匹配度極高事實(shí)上目前松下和特斯拉在4680 已經(jīng)展開(kāi)緊密合作2022 年5 月松下完成了原型開(kāi)發(fā)開(kāi)始試生產(chǎn)線的運(yùn)行在批量生產(chǎn)之前，它已經(jīng)向特斯拉發(fā)送了4680 圓柱電池的樣品。產(chǎn)能建設(shè)方面，松下宣布將在其位于日本西部的和歌山工廠投資800 億日元（約7 億美元）新建兩條生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)4680 電池年產(chǎn)量10h每年可以為15 萬(wàn)輛汽車提供動(dòng)

48、力電池該部分產(chǎn)能優(yōu)先供給特斯拉預(yù)計(jì) 2024 年3 月之前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，此外在美國(guó)本土目前與特斯拉共同投資建設(shè)的內(nèi)華達(dá)州電池工廠的年產(chǎn)能是39h主要生產(chǎn)21700 電池計(jì)劃投資約40 億美元在美國(guó)堪薩斯州建立其第二家電動(dòng)汽車電池工廠，預(yù)計(jì)將在該工廠為特斯拉生產(chǎn)4680 電池松下遠(yuǎn)期計(jì)劃到2028年將其動(dòng)力電池產(chǎn)能從目前的50 h/年提升2-3 倍。圖5松下7年開(kāi)始量產(chǎn)700圓柱電池至今產(chǎn)量已經(jīng)接近有10年歷史的165（單位：個(gè)）圖5：松下確定下一代電池路線為460大圓柱Pnoni，Pnoni，圖5：松下在鋰電池材料領(lǐng)域的領(lǐng)先解決方案（單位：Wh/）圖5松下圓柱電池技術(shù)路線通過(guò)正極無(wú)鈷化硅碳負(fù)極和尺

49、寸化推動(dòng)電芯容量提升（單位：%）Pnoni，Pnonic，億緯鋰能圓柱電池多年積累規(guī)劃20G46系圓柱產(chǎn)能億緯鋰能在圓柱電池領(lǐng)域有超過(guò)20 年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)從18650 到2100 再到4800方形磷酸鐵鋰和4680 大圓柱電池是公司未來(lái)發(fā)展的核心。當(dāng)前億緯鋰能已通過(guò)中試線完成了大圓柱系統(tǒng)產(chǎn)品的試生產(chǎn)布局了4680 與465 兩大型號(hào)8 月2 日億緯首件搭載自主研發(fā)46 系列大圓柱電池的系統(tǒng)產(chǎn)品在研究院中試線成功下線。目前億緯鋰能的46 系列大圓柱電池已取得國(guó)內(nèi)外多家知名客戶的定點(diǎn)或簽訂框架合作協(xié)議主要客戶即將完成產(chǎn)品整體驗(yàn)證全過(guò)程驗(yàn)證預(yù)計(jì)于2023年至年陸續(xù)完成，9 月9 日公告定點(diǎn)情況，公司將

50、為德國(guó)寶馬集團(tuán)ue se 系列車型提供大圓柱鋰離子電芯，成為寶馬將于2025 年上市的新系列電動(dòng)汽車電池在歐洲的主要供應(yīng)商億緯鋰能此前曾公開(kāi)表示，預(yù)計(jì)2023 年產(chǎn)能釋放20h，2024 年達(dá)到40h，公司近期在建產(chǎn)能為湖北省荊門市建設(shè)20h 46 系電池產(chǎn)線（擬投資44 億元。圖5：億緯鋰能圓柱電池制造經(jīng)驗(yàn)豐富（單位：，Wh）圖5：億緯鋰能680電池產(chǎn)品億緯鋰能，浙商證券研究所億緯鋰能，比克電池深耕圓柱電池積極擁抱大圓柱比克電池深耕圓柱電池17 年在19 年確定把圓柱電池做大作為中高端電動(dòng)車電池解決方案，200 年初開(kāi)始向高端客戶推介。比克的46 系列產(chǎn)品覆蓋80120m，能量密度覆蓋270

51、285h/kg，1080%的快充最慢20min。其中4680 大圓柱電池預(yù)計(jì)2022 年規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將產(chǎn)能擴(kuò)充至80h。圖5：比克電池大圓柱電芯發(fā)展歷程比克電池，圖5：比克電池6系列產(chǎn)品（單位：Whk，mi，）圖5：比克電池6系列產(chǎn)品（單位：，Wh/g，mi）比克電池，比克電池，焊接和干發(fā)電極是關(guān)鍵技術(shù)，良率和高能量密度體系儲(chǔ)備奠定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)從表面上看大圓柱電芯制造的各道工序無(wú)論是相比于傳統(tǒng)的小圓柱電芯還是其他態(tài)的電芯都變得了更加簡(jiǎn)潔和高效但實(shí)際上大圓柱電池幾乎對(duì)部分工序都提出了更高技術(shù)要求，機(jī)遇和挑戰(zhàn)是一體兩面的。焊接工藝的規(guī)模化和一致性是核心難點(diǎn)。工藝上變化較大且要求較高的就是焊接

52、技術(shù)，包括電阻焊、激光焊、超聲焊等，目前4680 生產(chǎn)工藝相對(duì)壁壘較高的就是激光焊接，4680相比2170 在焊接數(shù)量和難度都大大提升，激光焊接要保證銅箔、鋁箔跟集流盤的激光焊的完整性電池內(nèi)部的均勻性和致密性同時(shí)要保證沒(méi)有金屬殘?jiān)鼩埩粼陔姵貎?nèi)部大圓柱電池在某種意義上是隨著焊接技術(shù)的逐漸成熟而應(yīng)運(yùn)而生的焊接質(zhì)量的好壞直接決定電芯的內(nèi)阻自放電、密封性能，從而決定了電池包的性能。圖6：大圓柱電池關(guān)鍵工序：集流盤的激光焊接圖6：大圓柱電池生產(chǎn)工序及工藝挑戰(zhàn)點(diǎn)比克電池，比克電池，干電極勻漿過(guò)程中活性材料的團(tuán)聚現(xiàn)象仍是大圓柱規(guī)模量產(chǎn)的一大挑戰(zhàn)前段干電極術(shù)是將正負(fù)極顆粒與聚四氟乙（E粘結(jié)劑混合使其纖維化直接

53、用粉末搟磨成薄膜壓到鋁箔或者銅箔上制備出正負(fù)極片可省略繁復(fù)的輥壓干燥等工藝大幅簡(jiǎn)化生產(chǎn)程提升生產(chǎn)效率節(jié)省成本當(dāng)前特斯拉在突破干電極技術(shù)方面遇到一定障礙干電極術(shù)的突破將成為4680 降本、量產(chǎn)的關(guān)鍵。良率是制約行業(yè)量產(chǎn)的關(guān)鍵瓶頸有高能量電化學(xué)體系積累的電池廠具備優(yōu)勢(shì)率衡量制造業(yè)規(guī)模量產(chǎn)的關(guān)鍵參數(shù)通常鋰電池制造需要達(dá)到95以上的良率量產(chǎn)才具備經(jīng)性，目前特斯拉在加州弗里蒙特工廠試制備的4680 電芯的良品率已經(jīng)從最開(kāi)始的20左逐步攀升至92國(guó)內(nèi)布局4680 的電池企業(yè)目前還處于B樣階段良率在50%附近焊接的高壁壘生產(chǎn)一致性難度提高等導(dǎo)致國(guó)內(nèi)電池廠的良率卡殼未來(lái)還需要國(guó)內(nèi)電池企業(yè)和設(shè)備廠商共同推進(jìn)。此

54、外4680 未來(lái)主要搭配高鎳和硅基負(fù)極材料體系，要求電池企業(yè)在新型材料有技術(shù)儲(chǔ)備，制造工藝配合材料體系，發(fā)揮出4680 的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。綜合來(lái)看，未來(lái)率先良品率達(dá)標(biāo)并可實(shí)現(xiàn)高能量密度體系量產(chǎn)的企業(yè)將成為460 技術(shù)革命的充分受益者。高鎳硅基成長(zhǎng)空間打開(kāi)，相關(guān)輔材、結(jié)構(gòu)件充分受益硅基負(fù)極：受益4680有望指數(shù)增長(zhǎng)，爆發(fā)前夜多領(lǐng)域企業(yè)加速布局伴隨新能源汽車對(duì)續(xù)航能力要求的提高負(fù)極向著高比容量的硅基負(fù)極方向發(fā)展高石墨負(fù)極克容量已經(jīng)達(dá)到365mAhg基本接近石墨的理論比容量372mAhg硅的理論比容量為4200mh/g使用硅基負(fù)極材料的鋰電池在能量密度續(xù)航能力等方面具有顯著的比較優(yōu)勢(shì)此外硅還具有脫鋰電位相

55、對(duì)較（0.4V環(huán)境友好資源豐富等特點(diǎn)被認(rèn)為是極潛力的下一代高能量密度鋰離子電池負(fù)極材料目前主要通過(guò)與石墨負(fù)極材料復(fù)合使用流摻雜比例在5%6復(fù)合后的可逆容量為37042mh/g根高能量密度鋰離子電池硅基負(fù)極材料研究（陸浩2019高鎳三元8（20mAhg疊加硅基負(fù)（80mAhg）相比純石墨（372mAhg）電池能量密度從272h/kg 提升至302h/kg，提升幅度1。圖6：負(fù)極材料分類（單位：mh/g）翔豐華公司公告CNKI，表 2：各種負(fù)極可選材料性能參數(shù)對(duì)比（m，次，g/m，）負(fù)極材料Si 基材料天然石墨人造石墨中間相碳微球軟碳硬碳鈦酸鋰比容量（h/）38-2034-7031-7028-40

56、25-0025-0016-70首次效率（ ）84%90%93%94%808580859899循環(huán)壽命（次）30-001001501001001503000振實(shí)密度（g）0.6110.8120.8110.9120.7100.7101.520壓實(shí)密度（g）0.9161.61851.5181.5171.3151.3151.823工作電壓（）0.3050.20.20.20.20.21.5安全性差一般良好良好良好良好優(yōu)秀倍率性能差差良好優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀動(dòng)力、數(shù)碼、高高端數(shù)碼、動(dòng)應(yīng)用方向數(shù)碼能量密度型力、儲(chǔ)能動(dòng)力動(dòng)力、儲(chǔ)能、超高功率器件CN，凱金能源公司公告，浙商證券研究所表 3：硅基負(fù)極顯著提升電池能量

57、密度（單位：Wh/k，mg）三元（9mAhg）三元1（0mAhg）純石墨372A/g）268272硅基負(fù)極400A/g）272276硅基負(fù)極500A/g）283287硅基負(fù)極650A/g）292297硅基負(fù)極800A/g）297302CN，浙商證券研究所熱膨脹限制硅材料負(fù)極發(fā)展，O 和 C 是主流路徑。硅材料在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在較多問(wèn)題主要在于硅的體積膨脹問(wèn)題硅在滿嵌鋰后體積膨脹為320（碳材料只有16，巨大的體積膨脹會(huì)延伸出容量衰減導(dǎo)電性能差循環(huán)性能差等問(wèn)題目前有多維度的納化硅氧化亞硅材料硅的碳包覆硅/金屬合金以及配套硅負(fù)極使用的新型導(dǎo)電添加劑型電解液和新型粘接劑補(bǔ)鋰劑等解決方案未來(lái)最有希望

58、實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模應(yīng)用的發(fā)展方向要是是氧化亞硅（O/）和納米化硅（/硅碳通過(guò)納米化成小顆粒更好的釋放膨脹壓力，氧化亞硅減小硅顆粒度增加緩沖層減少膨脹影響。硅基負(fù)極生產(chǎn)工藝復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)化程度低較石墨負(fù)極材料而言硅基負(fù)極材料制備工復(fù)雜目前沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化工藝硅碳負(fù)極材料是將納米硅與基體材料通過(guò)造粒工藝形前驅(qū)體然后經(jīng)表面處理燒結(jié)粉碎篩分除磁等工序制備而成的負(fù)極材料硅氧負(fù)材料是將純硅和二氧化硅合成一氧化硅形成硅氧負(fù)極材料前驅(qū)體然后經(jīng)粉碎分級(jí)面處理、燒結(jié)、篩分、除磁等工序制備而成的負(fù)極材料。圖6：貝特瑞硅碳負(fù)極生產(chǎn)流程圖6：翔豐華硅碳負(fù)極生產(chǎn)流程貝特瑞公司公告，翔豐華公司公告，表 4：納米硅碳和氧化亞硅對(duì)比（單位

59、：次，m）氧化亞硅（iOC）納米硅碳（i/）適用電池封裝類型圓柱方型軟包鋼殼圓柱電池膨脹率較小較大當(dāng)前商業(yè)化應(yīng)用克容量（h/）42-0040以下首次效率（ ）較低較高倍率性能較好一般循環(huán)壽命（次）較好較差尺寸大小摻雜比例（ ）5 0成本工藝復(fù)雜，成本較高工藝成熟，較低CN，凱金能源公司公告，浙商證券研究所；注：克容量隨硅材料摻雜率提升而提升硅基負(fù)極出貨量快速增長(zhǎng)，當(dāng)前主要應(yīng)用于 3C 數(shù)碼及電動(dòng)工具。根據(jù)GII，200 年中國(guó)復(fù)合硅基負(fù)極出貨量0.6 萬(wàn)噸，2021 年出貨量1.1 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)83.3%。硅基負(fù)極當(dāng)前的主要電池封裝形式是高端圓柱當(dāng)前主要應(yīng)用在高端3C數(shù)碼電動(dòng)工（合計(jì)超過(guò)70

60、圖6204-221國(guó)內(nèi)硅基負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模及同（單位噸，%）出貨量（萬(wàn)噸）同比（%）圖6：015201我國(guó)負(fù)極出貨量結(jié)構(gòu)（單位：）人造石墨人造石墨天然石墨硅基負(fù)極其他.0.0.0.0.0.0.04 5 6 7 8 9 0 567890，II，浙商證券研究所新能源車動(dòng)力電池高景氣驅(qū)動(dòng)，硅基負(fù)極有望呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。460 大圓柱電池以及長(zhǎng)續(xù)航快充車型的規(guī)?；慨a(chǎn)疊加硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)鏈擴(kuò)產(chǎn)提速將推動(dòng)硅基負(fù)極材料進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)通道有望在動(dòng)力電池領(lǐng)域開(kāi)辟出指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)通道我們預(yù)計(jì)2025 年硅基負(fù)（合后需求量達(dá)37.26 萬(wàn)噸市場(chǎng)規(guī)模達(dá)330 億元21-25 年需求量GR 達(dá)97%純（不摻雜x,no-25 年