1、 1/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 4680行业深度：行业深度：技术优势技术优势、市场空间、市场空间及相关及相关公司深度梳理公司深度梳理 从 18650 到 21700 电池，特斯拉是目前圆柱电池的最主要使用者。2020 年特斯拉研究认为 46mm 是兼顾经济性和电池性能的最佳直径，并推出 4680 大圆柱电池。通过增大圆柱电池直径可实现更高的活性物质占比与更高能量密度，同时减少壳体用量并降低 BMS 管理难度，有望成为下一代圆柱电池发展方向。下面我们从圆柱电池出发，通过对 4680 技术难点、技术优势、产业链等

2、方面的分析了解 4680 相关公司及市场空间。一、一、圆柱电池圆柱电池及及 4680 行业现状行业现状 1.圆柱电池圆柱电池 锂电池根据封装形式的差异具体可以分为圆柱电池、方形电池和软包电池三种。目前国内外以及不同的应用场景对于锂电池封装形式的布局也存在一定的差异：1）圆柱电池：）圆柱电池：日本企业以圆柱电池路线为主，例如松下与特斯拉合作，将圆柱电池配套应用在动力电池的车上。2）软包电池：）软包电池：韩国企业 LG 和 SK 等以软包电池为主。3）方形电池：）方形电池：中国企业包括宁德时代和比亚迪等将方形电池应用在动力汽车领域。2/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深

3、度|研究报告研究报告 相较于方形电池和软包电池，大圆柱电池在全生命周期里结构稳定，此外，在电池寿命周期内，46 系大圆柱电池不会因为膨胀产生内应力，致使电池内部的结构发生变化，因此有望成为未来高、中端车辆主要的电池封装形态。UYcZoWdYeZgXoOoOtR9PcM6MnPnNnPnPlOqRmMkPmNpQ6MmNmMMYnQrPuOrQtM 3/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2.4680 4680 也就是 4680 圆柱电池，全称为 4680 规格无极耳圆柱电池。圆柱电池：指的是电池壳外形为圆柱形；46：指的是圆柱电池直径为 46mm

4、；80：电池的高度为 80mm。目前市场上还有 4695、46105 等电池型号，主要是考虑到专利限制的原因，由此针对电池壳体的高度做了一定的调整。根据 2020 年特斯拉电池日首次公开发布的资料，相比较此前采用的 2170 电池，4680 电池的电芯容量是 2170 电池的 5 倍，能够提高续航里程 16%，输出功率是 2170 电池的 6 倍，大大提升了电池性能。4/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4680 采用大圆柱电池，在能量密度、快充能力以及交流内阻等多方面都具备一定的比较优势。亿纬锂能董事长刘金城以“极致标准、极致可靠、极致制造与

5、极致体系”4 个“极致”强调了大圆柱优势。3.行业行业布局布局及现状及现状 采用大圆柱电池，在能量密度、快充能力以及交流内阻等多方面都具备一定的比较优势。特斯拉：特斯拉：2020 年 9 月，特斯拉电池日发布 4680 全极耳电池；2022 年 1 月，特斯拉宣布在美国加州弗里蒙特工厂第 100 万个 4680 电池成功下线，开启大圆柱电池规模生产新阶段。特斯拉目前已规划在美国加利福尼亚州、德克萨斯州、内华达州以及德国柏林的四个超级工厂自产 4680 电池。日本松下：日本松下：2022 年上半年试生产 4680 电池，2023 年期为特斯拉试生产 4680 电池，年产能达到10GWh。韩国韩国

6、 LG：在韩国梧仓工厂扩建 4680 电池产能，计划 2022-2023 年量产。亿纬锂能：亿纬锂能：2022 年 6 月，亿纬锂能公布了多项重大电池项目投资，其中，“乘用车锂离子动力电池项目”总投资金额 43.75 亿元，项目达产后，将形成年产 20GWh 大圆柱 46 系列动力储能锂离子电池产能。2022 年 8 月，亿纬锂能首件搭载 46 系列大圆柱电池的系列产品在研究院中试线成功下线，标志着亿纬锂能向 46 系大圆柱规模化量产再进一步。二、二、4680 性能性能优势优势及及难点难点 1.4680 性能优势性能优势 动力电池的性能决定整车性能，整车性能需求决定怎么定义动力电池性能，下面从

7、安全性、续航里程、低温可靠性、快充和成本几个角度分析对比 4680+高镍硅基、高镍硅基、大方形大方形+磷酸铁锂磷酸铁锂之间的优劣。（1）安全性）安全性 圆柱电芯在主流形态中热安全和机械安全性最高。1）单体电芯角度，与方型软包对比，圆柱电芯单体最小可以分散风险，此外，面临热膨胀时整个壳体均匀受热，不会出现方型电池侧面鼓胀、电池变形寿命下降的问题；2）模组级角度，圆柱电芯以蜂窝式排列，电芯之间留有天然空隙（热交换面积），此外每个单体有独立的定向泄压装置，保证单体电芯发生热控时不会蔓延到周围产生连锁反应；3）机械性能方面，圆柱电芯的壳体可提供一定的结构刚性，在受到外部冲击时形成有效的缓冲，使得形变不

8、容易侵入电芯的内部，这使得蜂窝状排列的大圆柱电芯成为 CTP/CTC 等技术路线的理想选择。5/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告（2）低温可靠性与续航）低温可靠性与续航 高能量密度的高镍材料低温适应性强。续航里程除了理论能量密度外还需要考察不同场景，研究表明在-20时，磷酸铁锂电池容量只能达到常温的 1/3，锂离子扩散系数较常温下下降两个数量级，当温度下降到-40时，磷酸铁锂只能保持常温容量的 20%，磷酸铁锂的低温性能差主要是由于其本征电导率和锂离子的扩散系数都很低。相对而言，三元电池耐低温性能好，适应低温环境，成为在高纬度地区消费者的优先选

9、择。（3）快充）快充 大圆柱电池单体电压高具备高度一致性，快充适用性强。当前电动车相比燃油车的一大痛点是充电速度，除了充电站数量不够以外，充电效率低是最大的问题，高压快充技术是有效的解决方法。高压快充需要将多只电芯串联起来，达到 800 伏甚至 1000 伏的高电压状态，多电芯串联对电芯的一致性提出了极高的要求，整串电芯的性能由其中最差的电芯决定（木桶效应）。大圆柱电芯因为其单体的电压高，一致性好等优势，使其可以非常好的匹配高压快充技术。此外大圆柱电芯具有的其他优势，比如便于高温高压充电时散热能力强、便于热管理，可以灵活利用异形空间高度标准化的形态，利于平台化及迭代等。（4）成本）成本 468

10、0+高镍硅基电池成本下降可期，未来有望成为长续航里程车型主流技术路线。根据鑫椤资讯产业链2022 年 3 月 11 日价格及相关假设做动力电池成本测算，假设两者折旧&人工&其他制造费用相同，只考虑材料端的差异，8 系三元+硅基负极电池成本为 0.97 元/Wh，相比 5 系三元+人造石墨电池 0.96 元/Wh 成本主要高在硅基负极和新型电解液成本上，按照特斯拉对未来电池技术方案及产线的设想，考虑材料端降本和生产工艺的升级，4680+高镍三元+硅基负极电池成本有 56%的下降空间，对应 0.43 元/Wh，根据特斯拉的公开官方描述情况，特斯拉认为 4680 有望在 22 年可与竞品同台竞争，2

11、3 年超越竞品。伴随材料成本下降和规模效应，4680 高镍硅基体系的综合成本有望持续下降，在高端长续航里在高端长续航里程车型中程车型中 4680+高镍硅基有望成为主流技术路线。高镍硅基有望成为主流技术路线。2.4680 技术难点技术难点 从表面上看大圆柱电芯制造的各道工序，无论是相比于传统的小圆柱电芯，还是其他形态的电芯，都变得了更加简洁和高效，但实际上大圆柱电池几乎对部分工序都提出了更高的技术要求，机遇和挑战是一体两面的。焊接和干发电极是关键技术，良率和高能量密度体系储备奠定竞争优势 6/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告（1）焊接工艺的规模化

12、和一致性是核心难点）焊接工艺的规模化和一致性是核心难点 工艺上变化较大且要求较高的就是焊接技术，包括电阻焊、激光焊、超声焊等，目前 4680 生产工艺相对壁垒较高的就是激光焊接，4680 相比 21700 在焊接数量和难度都大大提升，激光焊接要保证铜箔、铝箔跟集流盘的激光焊的完整性、电池内部的均匀性和致密性，同时要保证没有金属残渣残留在电池内部，大圆柱电池在某种意义上是随着焊接技术的逐渐成熟而应运而生的，焊接质量的好坏直接决定电芯的内阻自放电、密封性能，从而决定了电池包的性能。（2）干电极匀浆过程中活性材料的团聚现象仍是大圆柱规模量产的一大挑战）干电极匀浆过程中活性材料的团聚现象仍是大圆柱规模

13、量产的一大挑战 前段干电极技术是将正负极颗粒与聚四氟乙烯（PTFE）粘结剂混合，使其纤维化，直接用粉末擀磨成薄膜压到铝箔或者铜箔上，制备出正负极片。可省略繁复的辊压、干燥等工艺，大幅简化生产流程，提升生产效率，节省成本。当前特斯拉在突破干电极技术方面遇到一定障碍，干电极技术的突破将成为4680 降本、量产的关键。（3）良率是制约行业量产的关键瓶颈，有高能量电化学体系积累的电池厂具备优势）良率是制约行业量产的关键瓶颈，有高能量电化学体系积累的电池厂具备优势 良率是衡量制造业规模量产的关键参数，通常锂电池制造需要达到 95%以上的良率量产才具备经济性，目前特斯拉在加州弗里蒙特工厂试制备的 4680

14、 电芯的良品率已经从最开始的 20%左右逐步攀升至 92%，国内布局 4680 的电池企业目前还处于 B 样阶段，良率在 50%附近，焊接的高壁垒、生产一致性难度提高等导致国内电池厂的良率卡壳，未来还需要国内电池企业和设备厂商共同推进。此外 4680 未来主要搭配高镍和硅基负极材料体系，要求电池企业在新型材料有技术储备，制造工艺配合材料体系，发挥出4680 的竞争优势。综合来看，未来率先良品率达标并可实现高能量密度体系量产的企业将成为 4680技术革命的充分受益者。三、三、4680 产业链产业链分析分析 1.概述概述 动力电池逐步形成了专业化程度高、分工明确、各司其职的产业链体系，主要分为上、

15、中和下游。上游包括钴、锰、镍矿、锂矿以及石墨矿，其中钴、锰、镍矿一般作为正极材料上游，锂矿应用最为广泛，石墨一般只作为负极材料。中游产业链由正极、负极、电解液、隔膜、铜箔等组成。下游产品则是由单体电池、模组、线束、连接器以及 BMS 管理系统整体组成的动力电池系统。上游产品同质化程度高，周期属性较强，下游产品的差异化较大，消费属性强。下面我们主要对中游环节进行探讨。7/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2.制造流程及工艺制造流程及工艺（1）4680 电池结构及流程工艺电池结构及流程工艺 4680 大圆柱电池从内到外的主要结构依次是极柱、卷芯、正

16、负极集流盘、钢壳等。不同企业或同一企业不同批次、不同工厂设计的 4680 电池结构也存在个别零部件差异。大圆柱生产流程主要包括卷芯制造、电芯组装，以及搭载了 CTC 压铸创新一体化生产。其中，大尺寸电芯+全极耳+干电池涂布+钢质外壳是核心。由于一些结构的变化（比如全极耳），与传统圆柱对比，涂布、极耳模切、焊接等环节采用了较为明显的差异化方案。8/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 生产流程的变化对于产线设备、加工工艺提出了更高的要求。（2）生产工艺及相关公司梳理生产工艺及相关公司梳理 1）独创干电极涂布）独创干电极涂布 电池卷芯制作的第一步是制作

17、正负极极片：将正负极导电剂、粘结剂和活性物质混合搅拌，再均匀涂覆在集流体上，形成附着了导电物质的片状材料。涂布方法分为较为传统的湿法涂布和特斯拉在 4680 电池上采用的干粉涂布技术。湿法涂布是将搅拌均匀的浆料均匀地涂覆在集流体上，并将浆料中的有机溶剂进行烘干。干法涂布是将正负极颗粒与粘结剂 PTFE 混合，使用喷射磨机对混合物施加高剪切力，以机械拉伸方式形成网状纤维薄膜层后，将其辊压到铝箔或铜箔上，制备出正负极片。相比湿法涂布，干法涂布不需要溶剂，在环节方面省去了浆料搅拌、干燥、有害溶剂回收等环节，节省了材料、时间、厂房和人工等生产成本。在产品性能方面，干法电极涂布电极更厚，能量密度更高，与

18、4680 电池适配度高。首先，4680 大圆柱电池内围尺寸更大，允许卷绕在内的干法涂布更厚。其次，粘结剂 PTFE 化学性质不活泼，且弹性较大，适配 4680 的高镍和硅基负极的方案。另外，干法涂布技术是生产下一代固态电池的必要条件。9/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 当前我国涂布机市场中主要参与者包括赢合科技、嘉拓智能（璞泰来子公司）、浩能科技（科恒股份子赢合科技、嘉拓智能（璞泰来子公司）、浩能科技（科恒股份子公司）公司），其产品均可实现连续涂布，密度精度差距在 1%左右。其中，赢合科技的幅面宽度最大，可达到 1600mm；浩能科技的涂布速

19、度最快，可达到 120m/min。2）极片极耳切割一体化）极片极耳切割一体化 传统极片切割方法采用步进运动式模切工艺，即按照电池规格，对经过辊压的电池极片进行分条的装备，生产效率低、成本较高，需要更换设备尺寸。由于全极耳设计，4680 采用了非传统的切割方式，在极片切割的过程中直接在极片一侧空箔上连续切割极耳成型。在切割技术、速度、精度以及产品质量方面，对高速制片设备提出了更高要求。当把极片边缘切割成多个平行四边形的极耳单体代替长方形单体时，不仅能够在揉平过程中杜绝极片外翻，在与电池外壳组装时，不易刮伤电池外壳的内壁；且能够减少金属屑的产生，避免短路；同时，这种平行四边形结构能够有效减少揉平时

20、的辊压力，从而避免活性材料的脱落，大大提高良品率。相关公司海目星海目星。10/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3）激光焊接难度升级）激光焊接难度升级 在电池电芯制造和模组 PACK 制造过程中，焊接是非常重要的工序。电池电极、导线、外壳等包含钢、铝、铜、镍等多种材料，各种材料之间的焊接对工艺提出了很高的要求。锂电池焊接主要有超声焊接和激光焊接两种。超声焊接的优点是工艺简单，但占用空间大，模组的体积成组效率低。而激光焊接灵活、精确、高效，特别适用于锂电池制造，已成为主流工艺。传统圆柱电池有两个极耳，只需要进行两个极耳的点焊。4680 大圆柱电池

21、存在多个极耳，正负极整体与集流盘焊接，集流盘上细丝焊缝数量较多，焊点数量大幅增加（4680 焊接点位较 21700 增加了 5倍），并且一般需要使用连续激光焊接设备。4680 电池全极耳与集流盘或壳体连接中，激光焊接面临很多技术难题需要攻克：1）激光连续焊接可能造成虚焊和穿焊；2）保证电池内部均匀性和致密性，以及集流盘的完整性；3）金属残缺碎屑废料问题；4）焊接时热堆积；5）全极耳形态不受控。在后道工序中，防爆阀焊接对于工艺要求极为严格。电池的防爆阀（泄压阀）是电池封口板上的薄壁阀体，当电池内部压力超过规定值时，防爆阀阀体破裂，可以有效防止电池爆裂。安全阀结构较为精细，之前都是采用脉冲激光器焊

22、接（通过焊点与焊点的重叠覆盖来实现持续密封焊接，但焊接效率低、密封性差），持续激光焊接可以实现高速高质量焊接，焊接稳定性、焊接效率以及良品率都能够得到保障。虽然圆柱数量变少、焊接区域变大，但相较于方形和软包电池，4680 电池成组过程中的焊接量依然较大。所需焊接设备也更多。相关公司联赢激光、逸飞激光联赢激光、逸飞激光。4）CTC结合一体化压铸结合一体化压铸 CTC 是“Cell to Chassis”的缩写，直译就是“将电池放到底盘之中”，产生的背景是对单车带电量提升以及新能源汽车降本的极致追求。CTC 工艺一方面降低了电池电芯以外的部件体积，另一方面充分利用了电池对车身的结构支撑作用，减少了

23、车身零件数量和整体重量，从而节省了成本。CTC 是电池组装工艺发展的重要方向。对下游整车厂而言，CTC 与传统车厂推崇的底盘平台化的核心逻辑是相通的，即通过强化底盘总成的集成度，来达到降本增效的目的。对中游电池厂而言，MTP 到 11/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 CTC 是一个持续提高能量密度的过程，在强度可靠的前提下逐步减少机械件的占比，从而提高能量密度，降低单位电量的成本。另外，CTC 技术对于热管理提出了更高要求，而掌握领先技术优势的电池厂商将从中受益。4680 电池运用 CTC 工艺具有先天优势。首先，CTC 对电池的结构强度有一

24、定的要求，电池本身要承担相当的机械强度，相较于 1865 和 2170，4680 单体电池结构强度更高，且外壳一般采用不锈钢材质。其次，对比方壳电池，圆柱电池的布局会更灵活，能适应各种不同的底盘，再结合全极耳高能量密度高充放功率的优势，未来在 HEV 和 PHEV 领域的潜力也很大。特斯拉拥有 CTC 电池系统专利。CTC 工艺是由特斯拉在 2020 年率先提出，目前主机厂商方面，特斯拉、零跑、比亚迪特斯拉、零跑、比亚迪已经发布了应用 CTC 技术的最新车型，并且预计年内正式上线。宁德时代明确表示将配合特斯拉开发适合 CTC 的电池产品，此外，大众、一汽大众、大众、一汽大众、LG 化学化学及吉

25、利、沃尔沃吉利、沃尔沃也有布局 CTC 的意向。一体化压铸是指通过大吨位压铸机，将多个单独、分散零部件高度集成，再一次成型压铸为 1-2 个大型铸件，从而替代多个零部件先冲压再焊接的传统汽车制造方式。一体化压铸的优势明显：1）减轻重量：有助于轻量化的实现，根据特斯拉电池日公布数据，Model Y 后地板总成采用一体压铸后，重量降低了30%；2）提高效率：可以省掉大部分生产工序，采用该技术的 Model Y 后车架的制造时间从 1-2 小时缩短至不到 2 分钟；3）降低成本：可以降低生产、土地、人工等成本，特斯拉应用一体化压铸的后地板，制造成本下降了 40%。特斯拉 4680 装载车型使用 CT

26、C 一体化压铸技术生产汽车底盘。特斯拉的开创性在于将一体化压铸的应用范围从较小的零部件拓展到了体积超大的结构件，并且实现了规模化量产。Model Y 是其首款使用CTC 一体压铸结构件的车型，对后底板位置进行零件整合压铸：溶解状态的铝水被注入到模具中，在6000 吨的压力下成型，直接变成一体式 Model Y 车身后底板，然后组装在整车上。在未来的车型中，特斯拉会将车身地板与电池上盖合二为一，铝合金减震将采用高压真空压铸。特斯拉的引领下，越来越多的主机厂采用压铸一体化技术。12/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 一体化压铸虽然在高压铸造形式上较

27、为简单，但其工艺设计极为复杂，压铸件增大后，工艺难度呈指数型增长。难点主要体现在以下几个方面：1）冲型问题。流动通道越复杂，边角结构越多，造成紊流，导致在冲型过程中无法良好填充，会导致内部严重的缺陷，还包括有杂质和氧化皮的风险；2）排气问题。通过改良压铸设备设计（真空技术和使用惰性气体）可减少浇筑气体，但成本较高；3）热胀冷缩问题。大零件的冷缩过程可能导致没有足够的液态金属缩补而产生缺陷，另外要防止热孤岛问题；4）尺寸问题。冷却后有形变，形变量很难预测和控制。所以，一体化压铸使用的材料需要具备高强高韧、热固性质和均匀性良好的特性，目前铝合金材料是首选。除此之外，一体化压铸还面临诸多挑战：1）前

28、期投入及定制化问题。在工厂里布置大吨位压铸机，需要重新规划产线。由于是一体成型，导致通用性较差，只能应用于特定车型。如果对应的车型销量不佳，配套设备的高昂成本就无法分摊；2）综合成本问题。除了压铸机，还有压铸模具、熔炼炉、喷涂设备、拾取设备、冷却设备、修边机、输送带、油温机、高真空设备等。这些周边设备和压铸机组成一个压铸岛，维持整个压铸岛运转的成本较高；3）后期维修问题。一体成型的车架一旦遭遇碰撞后很难维修，可能直接报废。压铸机是一体化压铸制造过程中最重要的生产设备。特斯拉使用的巨型压铸机长 19.5 米、高 5.3 米、重达 410 吨，合模力达 6000 吨，用于压铸特斯拉 Model Y

29、 组件。该设备来自 IDRA 公司，其为全球有色金属压铸机历史最悠久的制造商之一，是中国力劲集团的全资子公司。一体化压铸业务涉及压铸件供应及上游压铸机供应。压铸件方面，目前我国汽车行业的铝压铸企业均在加快布局一体化压铸，主要铝压铸厂商包括文灿股份、广东鸿图、拓普集团、泉峰汽车、旭升股份文灿股份、广东鸿图、拓普集团、泉峰汽车、旭升股份等。而大吨位压铸机是一体化压铸的必要条件，大吨位压铸机主流供应商主要有力劲科技、海天集团力劲科技、海天集团和伊之伊之密密等。13/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3.4680 电池技术对产业链相关环节影响电池技术对

30、产业链相关环节影响 4680 电池技术革新和大规模应用，对电池产业链影响较大，我们重点关注电池、正负极活性材料、电解液和结构件的影响。46 系大圆柱电池推动主辅材向高能量高倍率方向升级。特斯拉作为新能源车企标杆，专注圆柱电池，提出 4680 大圆柱解决方案并向上电池布局，伴随特斯拉德州工厂搭载 4680 的首批 Model Y 交付，2022 年迎来 4680 量产上车元年，2023 年迎来大规模量产，国内外车企、电池企业、材料企业相继跟随布局，4680 将对电池、材料的技术路线和竞争格局产生深远影响。（1）电池电池 4680 的推广或将影响国内以方形为主的电池格局，国内具备圆柱电池生产能力和

31、工艺积累的公司具备先发优势，对于专注方形的电池厂来说是考验也是机遇。此外 4680 配套的无极耳、CTC、激光电焊等是关键技术，当前大主流电池厂处于中试阶段，良率有待提高，率先突破关键配套技术的电池企业有望打破原有竞争格局，成为 4680 产业链核心受益公司。（2）材料材料 4680 高安全性天然适配高能量密度体系，高镍+硅基应用空间打开；预计 2025 年高镍三元国内渗透率年达 30%，海外渗透率达 50%，全球渗透率达 40%，2025 年全球高镍三元需求量达 97.8 万吨，21-25年 CAGR 达 58%。14/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报

32、告研究报告 新型导电剂材料碳纳米管显著加强高镍和硅基材料的导电性能和机械性能，抑制硅膨胀提升锂电池的倍率、能量密度和循环寿命；高镍三元对 Li FSI 的需求较为刚性，我们预计 Li FSI 在高镍三元电池中的应用经历：添加剂辅盐（溶质）主盐（锂盐）三个阶段，逐步替代传统六氟磷酸锂成为电解液的主要锂盐。未来在高镍三元正极、硅基负极、碳纳米管、新型电解液材料 LIFSI 等领域具有技术储备以及量产能力的企业有望首批受益 4680 的产业化趋势。（3）结构件结构件 由于 4680 采用新构型设计，制造门槛提升，使结构件转向定制化、壳体+盖板成套采购，此外特斯拉重视电池生产效率重点关注易拉罐技术在电

33、池生产上的应用，具备圆柱结构件工艺积累以及易拉罐式生产技术的企业将显著收益。4.国内国内 4680 相关公司相关公司（1）亿纬锂能）亿纬锂能 消费电池业务多点开花。多重因素推动消费电池高增长：1）电子烟领域，公司为国内外知名电子雾化器企业提供小型软包电池，参股电子雾化设备龙头思摩尔国际。2021 年政府强化了对电子烟市场的管控，小企业或将逐步出清，有利于公司发挥头部企业优势；2）TWS 耳机市场正高速增长，公司研发的豆式电池体积小，能量密度高；3）电动工具无绳化趋势明显，公司在制造和规模上均有优势；4）物联网设备数量快速增加。动力电池业务盈利改善。公司今年动力电池放量较快，主要客户有小鹏、东风

34、、广汽、现代起亚及戴姆勒、宝马、捷豹路虎、博世等国内外头部车企。公司动力电池市场份额由 2021 年的 1.6%提升至 2022年 7 月的 2%。随着哪吒和广汽销量快速增长，动力电池有望快速放量。今年一季度公司与客户达成了 15/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 成本加成的价格联动机制，盈利能力在持续改善中。战略性率先布局储能市场。公司已经与国内主要电信运营商、通讯设施龙头、多地电网公司在通信储能或电网侧配套等领域开展业务合作，并在家庭储能、工商业储能细分领域积累了一批国内外知名品牌客户。目前，公司是储能市场最主要的参与者之一。4680 电池

35、年底试产。公司在 2018 年获得戴姆勒九年长单，2020 年拿下宝马方形电池订单，而宝马和戴姆勒均有应用 4680 趋势。2021 年公司宣布与 StoreDot 联合开发 4680 和 4695 两大圆柱电池路线。StoreDot 为以色列一家专注于快充的初创公司，对硅负极有独到理解，被戴姆勒 6,000 万美金投资。公司在荆门规划 20GW 在建产能，预计 2022 年四季度建成试产，2023 年下半年实现出货，2024 年产能将达到 40GWh。多方位布局保障供应链安全。公司获得大柴旦盐湖（储备 29 万吨氯化锂资源）37.4%面积的采矿权，将与金昆仑投资建设远期 3 万吨碳酸锂和氢氧

36、化锂项目。公司分别与川能动力、紫金锂业等设立锂盐合资厂，锁定 2024 年以后每年 91GWh 产能供应。子公司亿纬亚洲与永瑞控股、华友钴业等联合在印尼建设红土镍矿湿法冶炼项目。另外，在电池材料方面，亿纬亚洲与贝瑞特、SKI 设立合资公司投建约 5 万吨高镍三元正极材料项目；与德方纳米成立合资公司，计划建设 10 万吨磷酸铁锂项目；与新宙邦成立合资公司，布局电解液供应。（2）当升科技）当升科技 产品定位高端。公司是国内锂电正极材料的龙头企业，主要从事钴酸锂、多元材料及锰酸锂等小型锂电、动力锂电正极材料的研发、生产和销售。公司集自主创新、成果转化、产业运营于一体。公司在今年 7月召开的新品全球发

37、布会上重磅公布了六款产品。其中，双相复合固态锂电正极材料、固态电解质解决了正极与电解质固固界面难题；新型富锂锰基产品开发进展顺利；新一代钠电正极材料已向国内主流电池生产商送样，客户给予高度评价，产品性能指标优于市场同类产品。高镍产品匹配 4680 圆柱。公司目前主推的 NCM、8 系、9 系产品均已实现批量销售，主要面向海外市场，部分运用在 4680 圆柱电池上。公司高镍产品出货量大幅增长，占比不断提升。年报显示，公司Ni95 产品已完成国际客户验证，超高镍产品 Ni98 正在开展客户认证工作。高镍及超高镍产品广泛应用于欧美客户的各类动力电池，为特斯拉、宝马、大众、日产、三菱等一批海外高端车企

38、提供配套。拥有多项自主知识产权。公司研发投入大，高投入助力专利成果。公司开发了具有自主知识产权的多元素球形前驱体共沉淀技术、正极材料均匀锂化与结晶技术、多元素掺杂协同改性技术、掺杂-包覆改性一步合成技术、微粉级颗粒表（界）面多层次协同修饰技术、前驱体废水梯次利用与综合回收再利用技术等 40 多项关键技术。16/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 客户开拓出色，海外基因深远。公司目前是全球唯一一家同时向中、日、韩、欧美高端锂电客户提供高品质锂电正极材料的供应商。全球前十大锂电巨头均是公司客户。公司与核心客户三星 SDI、LG 化学、SKI 等的合作

39、持续深入，动力方面的出货逐渐放量，海外业务占比不断提升。22H1 公司锂电材料实现销售收入 31.39 亿元，占锂电锂电材料总收入的 45%。公司海外客户的渗透率远高于其他正极材料企业。随着海外新能源车销量的爆发成为全球主力市场，未来公司海外业务收入的占比有望持续提升，带来超预期的业绩增量。产能利用率高，盈利能力强。公司产能利用率连续多年行业领先，均达到 94%以上。公司 2021 年利用率约 110%（通过技改和外协实现），远高于可比公司。产能利用率高有利于公司摊薄折旧、人工等刚性成本，维持单吨毛利水平。在全行业受到疫情影响的情况下，公司 2021 年锂电材料的单吨毛利润达到约 3 万元/吨

40、，处于行业领先水平。（3）贝特瑞）贝特瑞 天然石墨龙头。公司深耕负极领域 20 多年。2013 年以来，公司负极材料出货量连续 7 年位列全球第一。22H1 公司负极材料销量超过 14 万吨，实现销售收入 63.6 亿元，同比增长 166%，根据鑫椤资讯统计，中国市场占有率为 26%。公司在天然石墨领域具备绝对领先优势，深度绑定松下、LG、三星等海外电池企业。公司加快人造石墨布局，2021 年人造石墨市占率达到 14%，国内排名第三（江西紫宸 20%，杉杉股份 17%）。2022 年 5 月，云南大理 20 万吨负极材料一体化基地项目开工，一期建设 5 万吨石墨化及 10 万吨负极成品产能，预

41、计于 2023 年 7 月开始投产。印尼“年产 8 万吨新能源锂电池负极材料一体化项目”正在推进中。此外，公司还在通过合资或自建的方式，不断提升石墨化自给率。硅基负极先行者，4680 电池技术及超高镍技术进步带来增量。作为国内最早量产硅基负极的企业之一，公司硅基负极配合三星、松下较早实现量产，目前已实现第三代产品迭代。比容量从第一代的650mAh/g 提升至第三代的 1500mAh/g。公司正在开发更高容量的第四代硅碳负极材料产品。产能方面，公司现有 3000 吨硅基负极产能，新扩产 2000 吨/年，预计今年下半年投产，未来将继续扩产 4.5万吨硅基负极产品。“高镍+高硅”是最适合 4680

42、 电池方案，公司在布局硅基和高镍方面全面领先，预计将率先从中受益。正极聚焦高镍三元，打造第二增长极。公司完成磷酸铁锂资产及业务转让，坚定聚焦 NCA、NCM811 为代表的高镍三元正极。公司正极业务增长势头良好。22H1 正极材料销量超过 1.2 万吨，实现营业收入35.3 亿元，同比增长 123%，占总收入的比例达到约 35%。根据鑫椤资讯统计，22H1 国内高镍三元材料产量为 11.41 万吨，公司市占率为 12%。公司现有高镍正极材料产能为 3.3 万吨，与 SKI、亿纬锂能 17/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 合资 5 万吨三元产线

43、正在建设中（公司持股 51%）。产品配套 SKI、松下等大客户，出货确定性高，高镍业务进入收获期。研发水平位居行业前列。2017 年以来公司研发费用持续增长，累计已达 19.07 亿元，22H1 为 5.14 亿元，同比增长 113%。公司组建了院士、博士后工作站、广州海关化验中心合作实验室，获得了国家企业技术中心等认证，形成了行业领先的自主创新能力。同时，公司也在积极布局前沿技术，包括钠离子电池材料、全固态电解质、锂金属负极、燃料电池材料、石墨烯高导热材料及电池材料回收技术等，寻求在产品及技术开发上的不断突破。（4）天奈科技）天奈科技 碳纳米管龙头，单壁碳纳米管量产在即。公司是一家生产销售碳

44、纳米管粉体以及导电浆料的高新技术企业，2021 年市占率高达 43.4%。自 2007 年成立以来，在获得清华大学专利授权的基础上，一直专注于CNT 碳纳米管在电池材料中的研发和应用。碳纳米管的结构特性决定，相较导电炭黑和石墨烯等材料，具有更加优异的导电性，有助于提高电池的倍率性能和循环寿命。公司拥有多壁碳纳米管、单壁纳米碳管制备的国际专利，是全球一系列碳纳米管材料标准的制定者。公司掌握的纳米聚团流化床宏量制备碳纳米管技术解决了碳纳米管无法连续化宏量制备生成的难题。公司也是最早成功将碳纳米管通过浆料形式导入锂电池的企业之一，推动了碳纳米管在锂电池领域的广泛应用。同时，公司掌握的碳纳米管催化剂制

45、备技术，对未来产品的升级以及顺利投产和量产打下了坚实的基础。2022 年 7 月，公司拟新建产能 450 吨，生产更加适配 4680 电池硅基负极的单壁碳纳米管粉体，其中一期项目 150 吨最早将于2024 年建成投产。技术储备深厚，产销快速增长。公司覆盖了粉体制造和浆料制造两个环节，通过催化热解法自主生产CNT 分体，并且攻克了粉体分散的技术难题，成为了掌握 CNT 浆料全链条核心技术的公司，其中 CNT制备催化剂体系的自主研发又成为公司灵活开发各种不同结构 CNT 的前提，实现了公司三代产品的开发。通过大量研发分散技术，制备 CNT 浆料提供给锂电池厂，实现了 CNT 材料性能的有效利用。

46、根据公司公告，22H1 公司实现 CNT 浆料销售额达 9.52 亿元，同比增长 83.4%，公司拟建 CNT 导电浆料项目超过 11000 吨，单壁碳纳米管项目 450 吨，有望在 4680 电池中实现添加。以上项目将有效保障公司面对下游需求的供应能力。集中服务优质客户，海外市场有望放量。公司客户涵盖 CATL、ATL 比亚迪、中航锂电、孚能科技、欣旺达等国内一流锂电池生产企业。2019 年以来，公司前五大客户销售金额占当期收入的比例约 60%左右，集中度相对较高。在海外市场方面，目前公司已经和日韩知名动力锂电池企业共同开发碳纳米管导 18/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业

47、行业|深度深度|研究报告研究报告 电浆料在硅基负极中的应用，并且测试情况良好，预计未来将实现大批量供货。在海外市场逐步打开，销售有望放量的情况下，未来公司营收增速预计将会继续提高。（5）其他其他相关公司相关公司 四、四、4680 全球布局及全球布局及市场空间市场空间 1.特斯拉领衔特斯拉领衔 4680 装机，全球车企蓄势待发装机，全球车企蓄势待发 目前已经有多家电池企业深度布局，2023 年 4680 有望迎来规模量产。预计 22 年底名义产能超过 200万辆，23 年低近 300 万辆，特斯拉产能瓶颈打开。长期角度，特斯拉计划 2030 年电动车销量达 2000万辆，以 2021 年销量测算

48、，21-30 年共 9 年销量 CAGR 达 41%，匹配销量计划在已有单地区超级工厂扩容更具备规模优势和成本优势，保守估计伴随各大超级工厂扩容 2025 年底产能突破 450 万辆。19/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 （1）日韩三巨头圆柱份额全球领先，特斯拉自制）日韩三巨头圆柱份额全球领先，特斯拉自制 4680 带动大圆柱趋势带动大圆柱趋势 根据 EVTank 数据，2021 年全球圆柱电池市场主要被松下、LG 和三星 SDI 三家占据，松下和 LG 主要系特斯拉新能车销量带动排名遥遥领先。特斯拉原计划 22 年底 4680 产能达 10

49、0GWh，2022 年第二季度已经在德州工厂开始向客户交付带有 4680 电池组的 Model Y，头部电池厂商纷纷跟随加码 4680 电池阵营，包括松下、LG 新能源、三星 SDI、宁德时代、亿纬锂能、比克电池均已经深度布局 4680 电池，从投产规划来看，2022-2024 年规模级的 4680 产线将陆续投产。20/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 （2）特斯拉领衔投产）特斯拉领衔投产 4680 配套配套 Model Y，远期规划成为电池，远期规划成为电池-汽车一体汽车一体化巨头化巨头 22 年 2 月，特斯拉宣布在美国加州试点工厂下线第

50、 100 万个 4680 电池，开启大圆柱电池规模生产的新阶段。4 月 8 日马斯克在德州超级工厂开工时发言，德州工厂生产的电池配套该车厂 Model Y 及未来其他车型，实际上 4 月首批装载 4680 电池组的 Model Y 在德州工厂实现交付。特斯拉将把德州超级工厂打造成世界上最大的电池工厂，按照此前规划，预计在 2022 年底达产 100GWh，远期产能甚至可能达到 200GWh-250GWh。8 月初特斯拉股东大会上，特斯拉透露因为某些新技术亟需攻破生产效率有待提高，今年年底才能实现量产，略慢于预期。长远来看，考虑到全球每年需要 20TWh25TWh 持续1015 年的生产才能完成

51、可再生能源过渡（合计 300TWh 电池产量），特斯拉计划在 2030 年预计达到3TWh（3000GWH）产能，成为车企电池一体化巨头。21/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 （3）松下与特斯拉在）松下与特斯拉在圆柱电池上合作历史悠久，有望首批量产圆柱电池上合作历史悠久，有望首批量产 4680 供应供应 松下与特斯拉的合作以 2010 年入股特斯拉为起点，2012 年开始量产 18650 并为特斯拉 Model S 配套，2017 年下半年特斯拉与松下合资建设的内华达州 Giga factory 投产，生产圆柱 21700 电池配套 Mode

52、l3，该款电池帮助特斯拉实现产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协作推进电池技术革新的同时，产销量大幅提升，至今为止，松下 21700 累计产量已经接近 18650。下一代技术路线上，松下计划通过正极无钴化、硅碳负极和大尺寸推动电池能量密度提升，与特斯拉的4680 在工艺和材料方面匹配度极高，事实上，目前松下和特斯拉在 4680 上已经展开紧密合作，2022年 5 月，松下完成了原型开发，开始试生产线的运行。在批量生产之前，它已经向特斯拉发送了 4680圆柱电池的样品。产能建设方面，松下宣布将在其位于日本西部的和歌山工厂投资 800 亿日元（约 7 亿美元）新建两条生产线来生

53、产 4680 电池，年产量 10GWh，每年可以为 15 万辆汽车提供动力电池，该部分产能优先供给特斯拉，预计 2024 年 3 月之前实现量产，此外在美国本土目前与特斯拉共同投资建设的内华达州电池工厂的年产能是 39GWh，主要生产 21700 电池，计划投资约 40 亿美元在美国堪萨斯州建立其第二家电动汽车电池工厂，预计将在该工厂为特斯拉生产 4680 电池。松下远期计划到2028 年将其动力电池产能从目前的 50GWh/年提升 2-3 倍。22/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 （4）亿纬锂能圆柱电池多年积累，规划）亿纬锂能圆柱电池多年积

54、累，规划 20GWh46 系圆柱产能系圆柱产能 亿纬锂能在圆柱电池领域有超过 20 年的生产经验，从 18650 到 21700 再到 46800，方形磷酸铁锂和4680 大圆柱电池是公司未来发展的核心。当前亿纬锂能已通过中试线完成了大圆柱系统产品的试生产布局了 4680 与 4695 两大型号，8 月 2 日亿纬首件搭载自主研发 46 系列大圆柱电池的系统产品在研究院中试线成功下线。目前亿纬锂能的 46 系列大圆柱电池已取得国内外多家知名客户的定点或签订框架合作协议，主要客户即将完成产品整体验证，全过程验证预计于 2023 年至 2024 年陆续完成，9 月 9 日公告定点情况，公司将为德国

55、宝马集团 Neue Klasse 系列车型提供大圆柱锂离子电芯，成为宝马将于2025 年上市的新系列电动汽车电池在欧洲的主要供应商。亿纬锂能此前曾公开表示，预计 2023 年产能释放 20GWh，2024 年达到 40GWh，公司近期在建产能为湖北省荆门市建设 20GWh46 系电池产线（拟投资 44 亿元）。（5）比兊电池深耕圆柱电池，积极拥抱大圆柱）比兊电池深耕圆柱电池，积极拥抱大圆柱 比克电池深耕圆柱电池 17 年，在 19 年确定把圆柱电池做大作为中高端电动车电池解决方案，2020 年初开始向高端客户推介。比克的 46 系列产品覆盖 80120mm，能量密度覆盖 270285Wh/kg

56、，10%80%的快充最慢 20min。其中 4680 大圆柱电池预计 2022 年规模量产，预计未来几年将产能扩充至 80GWh。23/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2.需求测算需求测算 特斯拉率先提出 4680，未来将在自己的车系内规模化使用，特斯拉相关车系销量将对 4680 构成筑底需求，我们对特斯拉用 4680 需求进行了测算，关键假设和结论如下：（1）销量假设销量假设 产能端：马斯克公开发言表示抑制特斯拉订单最大的问题在于产能，22 年将集中解决产能扩张问题，近几年产能高增，通过对各工厂产能投放进度汇总，我们预计 22 年底产能突破

57、 200 万辆，25 年底特斯拉总产能 460 万辆。销量：已有车型销量与相应工厂的生产计划和产能规划相匹配，预计 Cybertruck 和 SemiTruck 于 2023年开始交付。由于 22-25 产能限制销量，我们通过产能来预计销量，预计 22/23/24/25 年销量分别为136/218/297/374 万辆。（2）配套电池解决方案假设）配套电池解决方案假设 根据电池日信息，特斯拉远期将计划形成三种电池解决方案，1）磷酸铁锂，针对中程续航以及对能量密度要求低的储能领域；2）镍锰（2/3 镍，1/3 锰），折中方案，用于中长程续航；3）高镍（100%），针对长续航里程的乘用车、卡车、商

58、用车。当前镍锰还处于概念阶段，我们预计方形铁锂会成为特斯拉中低续航乘用车型的标配，广泛用在ModleY 和 Model3 的标准续航版上；三元 21700 目前是高续航乘用车的解决方案，未来伴随 4680+无极耳+CTC 成套解决方案的成熟以及相关产能配套落地，在 Model Y 和 Model3 的高续航车型上 4680高镍硅碳将逐步替代 21700 三元石墨，卡车 Cybertruck 和商用客车 SemiTruck 预计 23 年推出，预计全部采用 4680 护航。24/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3.4680 临近产业化临界点，需

59、求爆发在即临近产业化临界点，需求爆发在即 特斯拉在需求端直接拉动，4680 电池有望在 2022 年实现上车交付，于 2023 年启动规模量产，预计22/23/24/25 年特斯拉对 4680 的需求分别为 7/37/117/202GWh。25/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4.全球车企加速布局，全球车企加速布局，25 年装机预计达年装机预计达 492GWh 目前电动车企客户对大圆柱电池的布局大致分以下几类，1）第一梯队处在量产的前夜，以特斯拉公司为代表，预计于 2022 年正式装车投放市场；2）第二梯队处在实质的立项研发阶段，预计于 23

60、 年内左右量产装车，如宝马等，宝马明确计划 2025 年在其新一代电动平台Neue Klasse（New Class）上新型圆柱电池；3）第三梯队是处在收集信息，市场调研以及可行性评估阶段。目前大部分的新能源车企处在第二和第三梯队。当前有很多大型的新能源车企在未来的 510 年已经敲定了经济型采用方壳或刀片磷酸铁锂电池，中高端采用高镍三元加硅负极大圆柱电池的布局。随着技术工艺进步及产业链配套成熟，特斯拉作为行业的标杆充分发挥示范效应，我们预计 2025 年 4680 电池占整体渗透率达 30%，2025 年全球装机达 492GWh。26/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|

61、深度深度|研究报告研究报告 27/27 2022 年年 10 月月 14 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 五五、参考资料参考资料 1.民生证券-机械行业一周一解惑系列：4680 电池对于锂电设备的影响 2.浙商证券-电池行业深度报告：特斯拉引领 4680 趋势，关注材料+结构件投资机会 3.兴业证券-电气设备行业：特斯拉 4680 电池，新能源时代的正确路径 4.银河证券-电力设备及新能源行业深度报告：4680 大圆柱专题，极致设计、极致安全、极致制造 5.东北证券-汽车行业 4680 系列之电解液体系变化：4680，能量密度和电芯降本再下一城 6.华创证券-电力设备及新能源行业深度研究报告：前瞻新技术之三，锂电三国，数“封”流路线，还看 4680 免责声明：以上内容仅供学习交流，不构成投资建议。慧博慧博官网官网：https:/https:/ 电话：电话：-18661866 邮箱：邮箱：