新能源汽车现时的痛点包括续航才能、充电成果、资本、安全性等，电板成为新能源汽车浸透率擢升的关键。大圆柱电板领有高能量密度、强快充、高安全、龟龄命等相对上风，与中高端乘用车关于长续航和超快充的需求较为契合，成为了改日中高端电动车的最优解。现在各大企业积极诡计布局大圆柱电板产线，大圆柱电板在2024年有望加速出货。

行业概述

1、电板三种封装模样

按照封装模样来隔离，锂电板不错分为方形、圆柱与软包三种形态。封装模样是指单体锂电板的封装结构，不同的封装模样对应不同的工艺制程，也对应了不同形态的电板精密结构件。现在，锂电板封装模样手艺道路主要包括圆柱、方形、软包三种模样。

（1）方形：频繁礼聘卷绕或者叠片工艺进行裸电芯的制作，以方形的铝壳或者钢壳算作封装材料。方形电板有成构成果高、单体容量大、结构浅陋的优点，但其一致性较低、散热难度大。

（2）软包：软包能源电板礼聘铝塑膜算作外壳，频繁礼聘叠片工艺进行裸电芯的制作。软包电板有单体能量密度高、电化学性能精真金不怕火、安全性高、遐想活泼等优点，但其产物一致性条件更高、成构成果相对较低、资本相对较高。

（3）圆柱：圆柱电板频繁礼聘圆柱形的钢壳进行封装，裸电芯制作礼聘卷绕工艺。圆柱电板具有一致性好、出产成果高、系统层面散热才能强，尺寸升级后可一定程度上改善其本来的单体能量密度低、模组所需电芯多过火导致的寿命差、经管复杂等问题。

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2、圆柱电板发展历程

圆柱电板由索尼公司发明，早期应用于消费电板，特斯拉将其在电动车范围普及。1991年索尼公司发明环球首款交易化锂电板-18650圆柱电板，开启锂电板交易化进度。早期圆柱电板多用于札记本电脑等消费类产物。2008年，特斯拉Roadster上市，搭载松下出产的近7000颗圆柱电板，创举电动汽车应用圆柱电板的先河。2017年，特斯拉与松下调和推出21700圆柱电板并搭载于Model3中，该电板礼聘NCA+极少掺硅负极决策，单体容量较18650电板擢升约50%。2020年9月，特斯拉精采发布4680大圆柱电板，单体容量较21700电板擢升5倍，而且资本达成进一步优化。

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3、大圆柱电板上风

（1）能量密度获取擢升

圆柱电板向大直径发展，能量密度获取擢升。特斯拉21700电板较18650电板达成了单体能量50%的擢升；4680电板较21700电板能量擢升了5倍，功率擢升了6倍，续航对应擢升16%。跟着电板尺寸的增大，电板不孝敬能量密度的结构件瓜分量或体积占比会减小，从而电板的能量密度不错获取擢升。此外，单体电板尺寸和容量擢升后，全体电板包的空间诓骗率和成构成果获取相应擢升，从而带回电板包的能量密度擢升以及资本的下落（4680电板比较于21700电板单KWh资本诽谤14%）。

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（2）兼顾续航和经济性

46mm外径是兼顾续航和经济性的遐想决策。在能源范围，圆柱电板尺寸增大诚然大约擢升能量密度、减少整车使用的电芯节数，诽谤电板经管系统的经管难度，关联词也会带来性能和其他方面的问题。

大圆柱电板的高度尺寸则主如果与整车厂的底盘和电板包遐想相关，现在主流的高度尺寸为80/95mm。其中，80mm高度遐想以特斯拉为代表，而95mm高度遐想以良马为代表。

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（3）大约达成快充具备安全性

大圆柱电板是现在几种主流电板形态中安全性最高的，因其应力均匀，散热性能好，电芯数目下落与恶浊耳遐想等诽谤了电板的热经管难度，重迭泄压阀、集成结构件等手艺增强了电板包的结构强度。由于大圆柱电板礼聘恶浊耳手艺，镌汰了电子电流在电板中的移动距离，从而大约大幅提高充电速率。

行业近况

1、现在方形电板是主流道路，圆柱商场份额较低

2022年方形电板占国内能源电板装车量93.20%，圆柱占比仅4.50%。由于宁德期间、比亚迪等方形电板厂商在国内的统治性地位，2022年方形电板在国内的份额达到了93.20%，相对其他两种封装模样的电板领有完满的上风。

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2、圆柱电板日韩企业商场率率先，46系改日将成为汽车和储能用电板的主流型号

把柄EVTank数据走漏，现在圆柱电板日韩企业环球商场率率先。2022年环球主要圆柱电板企业的竞争时势进一步优化，行业联结度捏续擢升，日本松下、韩国的LGES和三星SDI三家企业在圆柱电板的商场共计份额由2021年的48.9%增长到2022年的59.7%，LGES的商场份额擢升最为澄莹。EVTank的接头示意，圆柱电板改日需求端的增长将以汽车和储能为主，以4680、4695等为代表的大圆柱电板在2022年达成了小批量的出产并权衡在改日将迎来多数目出货，成为汽车和储能用电板的主流型号。

3、各大车企和电板企业跟进大圆柱遐想决策

特斯拉4680电板发布以来，环球主要车企及电板厂积极跟进，纷纷布局大圆柱电板。特斯拉在2020年9月的电板日推出了4680电板。2023年6月及10月，特斯拉第1000万颗选取2000万颗4680电板接踵下线，意味着特斯拉在6-10月的出产速率已达到250万颗/月。此外，松下也在好意思国进行了4680电板的布局，以安闲特斯拉的需求。国内电板企业亿纬锂能、国轩高科等也已有大圆柱电板式样落地。

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车企积极布局大圆柱电板。除特斯拉加速鼓吹4680电板落地及大限制应用外，良马、通用、江淮等海表里车企均已公开秘书将使用或斟酌使用大圆柱电板，大圆柱电板的批量应用进度有望提速。

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电板企业快速鼓吹大圆柱电板的研发及工业化，大圆柱电板在2024年有望加速出货。基于应用端对大圆柱手艺的等闲经受，现在环球已超50家企业布局大圆柱电板产物并进行了产能诡计，其中达GWh级产能诡计的企业超15家。特斯拉现在已有2座工场运转4680电板的批量化出产，其永久产物端方面，旗下Model Y AWD车型已达成装机，同期搭载4680电板的电动皮卡Cybertruck车型也将参加批量寄托阶段，远期特斯拉还打算在电动卡车Semi上应用大圆柱电板产物。亿纬锂能等运转起量，2023年行业产能权衡达12GWh。2023Q3起特斯拉4680大圆柱电板出产成果已澄莹擢升，权衡特斯拉平正电板2024年将加速量产，亿纬锂能2023年底已量产4680电板，权衡2024年有望加速量产并达成装车。

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4、企业加速布局储能商场，助力大圆柱需求擢升

户用储能改日几年需求仍有望高增长。户用储能电板手艺道路以磷酸铁锂为主，主要包括方形、软包及圆柱等不同类型电板，其中方形以50Ah-100Ah为主，软包为30Ah-80Ah，圆柱为10Ah-50Ah。

大圆柱磷酸铁锂电板备受户用储能商场的心疼。现在，户用储能系统容量正从3kWh-5kWh向5kWh-20kWh迭代，储能系统的升级对电板容量、资本、功率以及安全性提倡了更高的条件。大圆柱电板收货于恶浊耳手艺、制造工艺和材料体系优化，在单体容量、资本、性能、轮回和安全方面上风澄莹。

多家企业密集布局大圆柱磷酸铁锂储能电板。2023年1月24日，特斯拉初度阐述不仅会将4680电板用在电动汽车上，还会将其拓展到储能范围，举例户储电板Powerwall。国内包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、航天锂电等不少电板企业自2022年也曾诡计或运转布局适用于储能商场的磷酸铁锂大圆柱电板。

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产业链分析

大圆柱电板上游包括正极、负极、电解液、结构件等材料及制造设备。中游为大圆柱电板制造商。下流为应用范围。大圆柱电板将推动电板结构遐想变化及电化学体系优化与迭代。

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1、大圆柱电板在遐想与工艺达周全面升级

（1）出产手艺

大圆柱电板礼聘全极耳手艺擢升快充性能、增大散热面积。极耳是从圆柱电芯中将正负极引出的金属导电体，主要要素为铝和铜，是电板充放电的战争点。全极耳手艺是将电子的传输旅途从沿极耳到集流盘的横向传输变为集流体纵向传输。

全极耳手艺上风在于：1）提高安全性：电子流畅旅途镌汰，电板发烧量有望澄莹下落。同期全极耳遐想增大了极耳端面的散热面积，增强电板的热结识性。2）擢升倍浅薄能：全极耳遐想诽谤电板内阻，提高电子流动速率，提高快充性能。

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特斯拉提倡干电极手艺，简化工艺、诽谤资本。干电极手艺是指将PTFE（聚四氟乙烯）粘合剂与正极/负极活性材料搀杂，再通过喷涂或者高温挤压等方式形成材料带，然后将电极材料带层压到集流体上形成电极。

干电极手艺上风在于：1）简化工艺：免却了传统湿法工艺中将具有粘合剂的溶剂与正极/负极粉末搀杂后，将浆料涂在集流体上干燥的门径。2）诽谤资本：量入为主了溶剂的原料资本与溶剂使用、挥发、回收的设备资本。3）电极性能好：粘合剂以纤维状存在，使得电极活性物资与导电剂颗粒战争更为精真金不怕火，电极的导电性好、容量高、充放电速率快。4）兼容负极补锂工艺：干电极手艺无需使用有机溶剂，因而负极补锂时不错径直使用锂粉，以此优化首效低的问题。

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（2）出产经由

结构件和工艺方面，跟着产业化放量大潮快要，运筹帷幄电板公司扩产意愿缓缓豁达，极耳激光切割、揉平、激光焊合等设备门径濒临着升级需求，以激光设备和激光器为代表的设备有望率先受益，同期由于电板结构件的复杂程度提高，单体价值量随之擢升，围绕特斯拉产业链的结构零件和零件材料公司有望受益。

大圆柱电板出产经由主要包括：电极制备、电芯卷绕、拼装、注液、化成、分选等几大工序。大圆柱电板与21700电板出产工艺判袂之处主要在于：极耳模切与揉平、集流盘焊合等工序。

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极耳模切/卷绕：部分设备企业致力于于打造激光模切卷绕一体化，新产物手艺迭代加速。恶浊耳结构对激光切割的速率、精度提倡更高的条件，也增多了卷绕门径的难度，其中卷绕张力适度、卷绕速率及成果都是影响电板产物良率的关键。部分企业从设备集成化入部属手，通过结构和功能的更始遐想，将激光切割设备、卷绕设备、极耳成型结构集成，大幅简约占大地积，并诽谤了资本和能耗。

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极耳揉平：恶浊耳揉平工艺产生新需求。在大圆柱电板制造工艺中，恶浊耳电芯卷绕后频繁端部造反整且有较多毛刺，为幸免电芯入壳时对电板外壳的内侧壁形成刮伤，需对电芯端部进行揉平处理，待电板卷芯的断面平整后再与集流体焊合。

新式恶浊耳揉平手艺有望开放新的商场空间。现在，逸飞激光通过更始开发的行星式揉平整形手艺，在正负极集流体许用应力范围值内，达成了恶浊耳高速、无损成型，严格适度了因摩擦导致集流体受损、破裂产生的粉尘与颗粒。骄成超声礼聘的超声波揉平设备具有所需压力小、揉平过程变形小、箔材精真金不怕火程度高、需要能量小，短暂功率小等特色，比年来已与宁德期间、比亚迪、亿纬锂能等锂电头部企业成立了精真金不怕火的配合关系。

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激光焊合：设备有望达成单体价值量擢升，并受益于大圆柱电板放量，迎来量价皆升。恶浊耳圆柱电板限制化出产应用的中枢在于通过激光焊合达成集流体与集流盘、正负极盖板的全面积焊合。极耳数目的增多对焊合的精度、质料、一致性提倡了更高的条件，促使激光工艺设备从传统电板的脉冲激光器点焊，滚动为4680的勾搭激光焊合设备，激光焊合工序从5说念增多至7说念。

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电板包结构遐想方面，部分大圆柱电板礼聘CTC（电芯集成到汽车底盘）遐想。圆柱电板壳体可提供一定的结构刚性，因而大约在受到外部冲击后更好防患形变影响电芯里面结构，与CTC遐想具有更高契合度。

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2、化学材料变化：大圆柱电板推动电化学体系优化与迭代

化学材料方面，手艺更始使得大圆柱电板具备更高的安全上限，比较于21700电板，大圆柱电板不错适配高镍正极、硅基负极等更高能量密度的化学体系，从而充分阐扬其上风，这进一步推动了大圆柱电板材料体系的更新：为处罚硅基负极的推广问题，导电剂需要使用单壁碳纳米管；为适配正极高镍化，需要擢升新式锂盐LiFSI的用量比例。

（1）正极材料：助力高镍与超高镍材料需求快速增长

大圆柱电板需要擢升单体电芯能量密度：大圆柱电板相较现在主流的方形电板成构成果较低，需搭载更高能量密度的材料来擢升单体电芯的能量密度，从而保险其成组后保捏可不雅的能量密度。

擢升正极材料能量密度的主要手艺旅途为高电压化和高镍化：能源电板的性能主要取决于能量密度这一中枢概念，而正极材料的能量密度高下将径直影响能源电板的笼统阐扬。容量与电压两者共同决定了材料的能量密度。

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（2）负极材料：更适配掺硅负极，碳纳米管搭配使用

硅基负极是负极材料发展标的：现在，石墨负极材料的比容量性能缓缓趋于表面值。为进一步擢升能源电板的能量密度，新式负极材料正在积极研发中，其中，硅基材料由于具有极高的能量密度（表面比容量为4200mAh/g，是石墨负极材料的10倍）、较低的脱锂电位以及相对出色的安全性能，有望成为下一代负极材料研发的主流标的。

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大圆柱电板更适配硅基负极：硅基负极材料在能量密度方面有澄莹上风，然而硅基负极材料的推广较大，在电板屡次充放电过程中极片容易受到损坏从而导致轮回寿命下落。

特斯拉自产4680电板礼聘硅负极：在2020年9月22日的电板日上，特斯拉示意打算礼聘冶金硅算作原材料，通过离子导电高分子进行涂覆、以及非凡胶粘剂（Binder）搀杂的模样，通过包覆要领以及校正粘结剂的方式来擢升性能。

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（3）电解液：新式锂盐LiFSI用量有望稳步擢升

新式锂盐LiFSI愈加契合大圆柱电板高电压、高倍率的特色。与传统的六氟磷酸锂比较，LiFSI在导电性、化学结识性、热结识性等方面均具有更出色的阐扬，进而大约增强电板的宽温性、高安全等性能。

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企业积极扩产LIFSI，资本和性能将决定开工率。LIFSI最运转由日本触媒于2013年运转量产，且受工艺壁垒高、提纯过程复杂等影响，该产物呈现控制特色。跟着2017年前后国内企业接续开展中试，如天赐材料、康鹏科技、新宙邦等公司接踵突破手艺瓶颈，迟缓破裂日韩企业控制时势。国内厂商积极扩产，2023年底总产能权衡跳动7万吨，其中国内产能跳动94%。

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（4）导电剂：单壁碳管更适配高镍+硅负极体系

高镍正极和硅基负极带动碳纳米管（CNT）需求。高镍正极导电性能差，CNT更契合需求。硅基负极表面比容量高但应用濒临较大挑战：1）硅材料体积推广率达300%（碳材料为16%），材料易粉化；2）负极活性物资易零星；3）SEI膜处于防止开导动态阶段，厚度捏续增多，界面阻抗提高，活性物资耗尽。

碳纳米管（相等是单壁碳纳米管）是硅基负极的理思导电剂之一：1）导电性能优异；2）弹性高、机械性能强；3）比名义积大、中空结构优；4）改善倍任意情、高下温性能等。

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多壁碳纳米管商场方面，国内天奈科技行业率先、2022年市占率达到40.3%，集越纳米、说念氏手艺等亦有可不雅份额；外洋企业来看卡博特收购三顺纳米切入该范围，LG化学依托本身化工上风自研私用，日本东丽凭借碳材料范围上风积极就业外洋电板客户。单壁碳纳米管是导电剂发展新机遇，OCSiAl超前布局谋求先机。

（5）补锂剂：擢升能量密度，改善首圈成果

补锂剂大约优化电板首圈成果和轮回寿命。负极名义在形成SEI膜过程中，会弗成逆耗尽一定量的正极活性锂，进而形成首圈成果低、轮回寿命差等问题。

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把柄所作用电极的互异，补锂可分为正极补锂和负极补锂。负极补锂多使用锂粉、锂箔等产物。负极补锂诚然作用愈加径直且性能改善更澄莹，然而由于金属锂活性高使用难度大、锂粉难溶于粘结剂等问题，使得其量产存在较大贫乏。正

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补锂剂改日有望在大圆柱电板范围获取等闲应用：1）能源电板范围：硅基材料存在首圈成果低的问题，补锂剂大约显耀擢升其首圈成果并改善其轮回寿命，鼓吹硅材料产业化进度。2）储能电板范围：添加补锂剂后将进一步优化体系轮回寿命。

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改日权衡

1、高端商场46系将迟缓替代2170，中低端商场仍然以方形铁锂为主

在三元圆柱电板商场中，基于更优良的能量密度，快充性能和热结识性，大约合计46系电板有望迟缓替代2170电板，在2023-25年中迟缓擢升在中高端车型中装配量占比。

2、权衡2026年环球大圆柱电板装机量有望达到381GWh

笼统斟酌现在的商场情况，假定如下：（1）能源电板装车量在2026年达到2061.2GWh，同期大圆柱电板在能源电板中的浸透率达到18%；（2）户储电板装车量在2026年达到172.3GWh，大圆柱电板浸透率达到6%。权衡2026年环球大圆柱电板装机量有望达到381GWh。

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