电力设备新能源行业动力电池新技术展望系列报告二：特斯拉4680大圆柱电池能否引领下一代技术方向？

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2022 年 2 月 21 日 行业研究 特斯拉 4680 大圆柱电池能否引领下一代技术方向？ ——动力电池新技术展望系列报告二 电力设备新能源 从 18650 到 21700 再到 4680 电池，特斯拉能否引领下一代电池创新方向？圆柱电池工艺成熟，PACK 成本低，电池良率以及成组一致性较高；由于电池组散热面积大，其散热性能优于方型电池，但后期依然要面对成组后散热设计难度大、能量密度低等问题，因此在国内方形电池为主的市场中渗透率不高。虽然圆柱的单体电芯能量密度普遍相对落后，但各大供应商技术仍有差异（松下的圆柱单体电芯能量密度全球领先）。特斯拉在此领域持续进行技术突破，从 18650 到 21700再到 4680，始终在圆柱电池领域保持优势。2020 年 9 月，特斯拉在电池日首次发布 4680 电池，能否引领下一代技术方向？ 预计 4680 电池 2025E 全球装机规模 264GWh，在动力电池中渗透率 22%。我们测算，随着特斯拉全球销量增长以及 4680 电池在三元电池车型中渗透率提升，预计 2025 年特斯拉搭载 4680 电池的车型销量将超 160 万辆，在特斯拉总销量中渗透率近 50%，装机量预计达 123GWh。在特斯拉的技术引领下，我们预计全球车企及电池厂将跟进 4680 电池结构创新的趋势，2025 年全球 4680 电池装机量预计将达 264GWh，在全球动力电池装机量中渗透率达到 22%，在圆柱电池装机量中渗透率将达 68%，有望实现从 0 到 1 到 N 快速增长。 4680 电池适配高能量密度路线，协同 CTC+一体化车身“极限”降本。4680 电芯采用无极耳技术，去除了电池的主要发热部件从而减小了内阻，提高了电池的热稳定性。4680 新电池（46mm 直径，80mm 长度）实现了多项技术指标提升：续航里程提升 16%，充放电功率是 21700 电池 6 倍、能量是 21700 电池 5 倍，而成本可以下降 14%。4680 电池和高镍三元+硅基负极体系相得益彰，更适配高能量密度路线，快充性能大幅提高。由于标准化程度高，4680 电池可作为一种“结构电池”，灵活运用于各车型的 CTC 设计，还可通过一体化压铸协同降低制造成本，实现“极限”制造。 趋势确立引领各家跟进：4680 电池本质上是对电池结构进行了创新，在特斯拉和诸多电池厂的引领推动下，将在未来五年实现 0 到 1 到 N 的快速增长，成为中高端乘用车电池的大趋势，吸引其他厂商“入场”。松下已公布了其为特斯拉研发的 4680 电池将于 2022 年 4 月试生产，有望在 2022 年内实现特斯拉装车；国内方面，亿纬锂能在 2021 年 11 月也公告了扩产 20GWh 乘用车用大圆柱电池项目。 投资建议：4680 电池的创新将推动锂电全产业链的革新，而 4680 电池的初衷在于提升能量密度、降低电池成本，这也在一定程度上解决了锂电池多年以来的“痛点”，技术创新带来的效能提升和成本降低有望进一步促使全球电动汽车渗透率提升。而站在锂电技术高点的负极材料中的硅碳负极、电解液中的新锂盐LiFSI、导电剂材料中的单壁碳纳米管 CNT 都有望在新一轮技术浪潮中加速驶入快车道。 建议关注标的：电池：宁德时代、亿纬锂能。结构件：科达利、斯莱克、昇兴股份。正极：芳源股份、当升科技、中伟股份、容百科技等。负极：贝特瑞、璞泰来、杉杉股份。电解液：天赐材料等。添加剂：天奈科技。 风险分析：新能源车下游需求不及预期，4680 电池渗透率提升进度不及预期，竞争加剧导致盈利能力下滑。 买入（维持） 作者 分析师：殷中枢 执业证书编号：S0930518040004 010-58452063 yinzs@ebscn.com 分析师：郝骞 执业证书编号：S0930520050001 021-52523827 haoqian@ebscn.com 分析师：黄帅斌 执业证书编号：S0930520080005 021-52523828 huangshuaibin@ebscn.com 联系人：陈无忌 chenwuji@ebscn.com 联系人：和霖 helin@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 资料来源：Wind 相关研报 复合集流体技术前景广阔，PET 铜铝箔产业化进程开启——动力电池新技术展望系列报告一（2021-11-08） -10%16%42%67%93%12/2003/2107/2110/21电力设备新能源沪深300要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电力设备新能源 投资聚焦 电池降本曲线近年来趋缓，促使特斯拉从电池设计和生产方面重新思考。特斯拉从电芯设计、电池工厂、正极材料、负极材料、电芯-车辆整合五个方面实现持续创新和降本。 2020 年 9 月，特斯拉在电池日首次发布 4680 电池。4680 大圆柱是电池形态的改进和创新，在电芯设计方面能够不断降本增效，提升技术指标，同时能够在整车层面实现和 CTC、一体化压铸的整合，在制造层面大幅降本，实现“极限”制造。 我们的创新之处 1、测算了 4680 大圆柱电池的市场空间以及特斯拉 4680 电池的装机量需求； 2、论述了 4680 大圆柱电池推出的原因，梳理了投资受益方向。 股价上涨的催化因素 1、特斯拉搭载 4680 大圆柱电池的车型量产下线，产能规划进度超预期； 2、其他车企或电池厂跟进“4680”大趋势，布局此领域。 投资建议 4680 电池的创新将推动锂电全产业链的革新，而 4680 的初衷在于提升能量密度、降低电池成本，这也在一定程度上解决了锂电池多年以来的“痛点”，技术创新带来的效能提升和成本降低有望进一步促使全球电动汽车渗透率提升。而站在锂电技术高点的高镍正极、负极材料中的硅碳负极、电解液中的新锂盐 LiFSI、导电剂材料中的单壁碳纳米管 CNT 都有望在新一轮技术浪潮中加速驶入快车道。 建议关注标的：电池：宁德时代、亿纬锂能。结构件：科达利、斯莱克、昇兴股份。正极：芳源股份、当升科技、中伟股份、容百科技等。负极：贝特瑞、璞泰来、杉杉股份。电解液：天赐材料等。添加剂：天奈科技。 nMnQmMvNpRtRnPoOmQsMqN9PcMbRtRmMoMnPkPrRnPeRpNoPbRrQqNwMrMrNuOrQpM 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电力设备新能源 目 录 1、 圆柱、方形、软包，谁主沉浮？ ....................................................................................... 6 1.1、 圆柱电池：盛行海外，国内渗透率较低 .........................