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_50页_4mb

特斯拉引领4680电池趋势，4680产业趋势已来

核心内容

特斯拉在2020年9月电池日上首次提出4680大圆柱电池技术方案，结合无极耳设计和CTC（Cell to Chassis）技术，形成一套完整的电池解决方案。4680电池相比21700电池，单颗电芯容量提升5倍，功率提升6倍，实现续航提升16%、成本降低14%、单GWh投资成本降低7%。随着特斯拉及其他全球电池企业布局推进，4680电池预计2022年初步装车，2023年规模量产，2025年全球渗透率将超过30%，装机量达492GWh。

主要观点

• 4680电池技术优势：4680电池在能量密度、功率密度、续航里程、安全性和成本控制方面均有显著提升，其无极耳设计和CTC技术是核心创新。
• 材料体系优化：高镍（无钴）正极材料与硅基负极的结合，将显著提升电池性能，同时降低材料成本。特斯拉通过硅材料包覆技术，有效降低硅基负极成本，提升电池整体性价比。
• 产业链受益：4680电池的产业化将带动高镍正极、硅基负极、碳纳米管导电剂、LiFSI电解液及结构件制造等环节的发展，相关企业将获得新的增长机会。
• 车企布局情况：宝马、大众、蔚来等车企也在积极布局4680技术，预计2025年左右实现量产，推动整个行业向大圆柱电池方向发展。

关键信息

• 4680电池性能提升：单颗电芯容量提升5倍，功率提升6倍，续航提升16%，成本降低14%。
• 2025年预测：全球4680电池渗透率超30%，装机量达492GWh。
• 特斯拉产能规划：2022年底产能突破200万辆，2025年底预计达到460万辆，带动4680电池需求增长。
• 行业趋势：4680+高镍硅基将成为高端长续航车型主流技术路线，与方形电池和磷酸铁锂电池形成互补格局。
• 技术突破：干法电极工艺、CTC技术等创新手段将显著降低生产成本，提升电池性能。

投资建议

1. 电池环节：关注【亿纬锂能】和【宁德时代】，它们在大圆柱电池结构技术上有深厚积淀。
2. 高镍正极环节：推荐【容百科技】、【当升科技】、【中伟股份】、【格林美】，这些企业在高镍正极技术储备和量产能力方面领先。
3. 硅基负极环节：推荐【贝特瑞】、【杉杉股份】，同时关注具备硅基负极布局的化工企业【石大胜华】、【硅宝科技】。
4. 碳纳米管环节：推荐【天奈科技】，具备技术、产能、客户三重优势。
5. 电解液环节：关注【天赐材料】、【多氟多】，它们已先发布局LiFSI电解液。
6. 结构件环节：推荐【科达利】、【斯莱克】，具备圆柱结构件工艺积累和易拉罐式生产技术。

风险提示

• 全球电动车销量不及预期；
• 4680电池良率提升不及预期；
• 新型材料成本下降不及预期。

行业评级

看好（维持）

图表目录

• 图1：圆柱电池实物图
• 图2：圆柱电池内部构成
• 图3：放电过程
• 图4：充电过程
• 图5：电池形态对比
• 图6：极片拆解图
• 图7：国内装机量与同比
• 图8：国内动力电池封装占比
• 图9：海外动力电池封装占比
• 图10：全球动力电池封装占比
• 图11：特斯拉电池尺寸变革历史
• 图12：4680电池性能优势
• 图13：尺寸平衡点
• 图14：外形改变带来的成本降低
• 图15：常规极耳结构
• 图16：4680无极耳解决方案
• 图17：去模组结构
• 图18：CTC技术优势
• 图19：特斯拉柏林工厂结构设计
• 图20：Model Y座椅布局
• 图21：硅材料特性
• 图22：硅材料膨胀机理
• 图23：硅材料成本降低
• 图24：硅基负极对续航提升
• 图25：镍金属优势
• 图26：无钴化与新型涂层
• 图27：湿法电极工艺流程
• 图28：干法电极工艺能耗
• 图29：特斯拉工艺简化
• 图30：干法电极成本降低
• 图31：特斯拉五位一体降本方案
• 图32：CTC成本优势
• 图33：圆柱电池热安全性能
• 图34：亿纬锂能4680电芯级测试
• 图35：亿纬锂能4680模组级测试
• 图36：亿纬锂能4680系统级测试
• 图37：大圆柱与快充匹配性
• 图38：4680与方形电池对比
• 图39：电化学体系趋势
• 图40：宁德时代电池结构
• 图41：特斯拉CTC结构
• 图42：柏林工厂投产现场
• 图43：德州超级工厂
• 图44：特斯拉三种电池方案
• 图45：车企布局情况
• 图46：2021年全球圆柱电池市场
• 图47：2020年国内动力圆柱市场
• 图48：特斯拉4680投产庆祝
• 图49：特斯拉电池产能规划
• 图50：特斯拉长期产能目标
• 图51：松下21700产量
• 图52：松下4680路线
• 图53：松下锂电池材料方案
• 图54：松下电池技术路线
• 图55：亿纬锂能圆柱电池经验
• 图56：亿纬锂能4680产品
• 图57：比克电池大圆柱发展
• 图58：比克46系列产品
• 图59：比克26系列产品
• 图60：大圆柱关键工序
• 图61：生产工序及挑战
• 图62：负极材料分类
• 图63：贝特瑞硅碳负极流程
• 图64：翔丰华硅碳负极流程
• 图65：硅基负极市场规模
• 图66：负极出货量结构
• 图67：三元高镍化趋势
• 图68：三元材料市场结构
• 图69：高镍三元市场格局
• 图70：三元材料市场格局
• 图71：碳纳米管性能提升
• 图72：硅基负极失效机理
• 图73：导电剂渗透率
• 图74：CNT浆料价格上涨
• 图75：CNT出货量及同比
• 图76：CNT市场格局
• 图77：单壁碳纳米管
• 图78：多壁碳纳米管
• 图79：掺杂碳纳米管结构
• 图80：掺杂碳纳米管结构
• 图81：碳纳米管优势
• 图82：电解液功能
• 图83：电解液构成及分类
• 图84：锂电池构造
• 图85：电池成本结构
• 图86：结构件核心部件
• 图87：结构件生产流程
• 图88：结构件市场分技术类型
• 图89：结构件企业市场份额
• 图90：斯莱克盖宽卷料系统

表格目录

• 表1：特斯拉三种电池参数比较
• 表2：传统圆柱电芯工艺流程
• 表3：亿纬锂能4680安全性测试结果
• 表4：电池封装体系与电化学材料体系匹配
• 表5：动力电池成本拆分及对比
• 表6：特斯拉各工厂汽车年底名义产能
• 表7：特斯拉4680电池需求测算
• 表8：部分车企4680布局
• 表9：部分车企原有电池供应链配套
• 表10：2022E-2025E全球4680圆柱需求测算
• 表11：海内外电池企业4680布局情况
• 表12：负极材料性能参数对比
• 表13：硅基负极提升能量密度
• 表14：纳米硅碳与氧化亚硅对比
• 表15：2021-2025硅基负极需求测算
• 表16：硅基负极布局情况
• 表17：三元材料性能及优缺点对比
• 表18：全球电动车对三元正极需求拉动测算
• 表19：不同导电剂对比
• 表20：电解液对电池性能影响
• 表21：LiFSI与LiPF6性能对比
• 表22：全球动力用LiFSI市场规模测算
• 表23：LiFSI布局及扩产情况
• 表24：全球圆柱动力电池结构件市场规模
• 表25：重点关注公司盈利预测