摘要：相較于傳統的圓柱電池，4680大圓柱電池具有更高的能量密度、更大的容量、以及更穩定的性能。未來，46系列圓柱電池憑借本身成本、性能、制造效率與安全上的優勢，疊加下游特斯拉、寶馬、通用等車企的積極布局，動力電池市場對46系列大圓柱的需求不斷加大。預計到2025年，全球4系大圓柱動力電池需求量有望超150GWh。

一、定義及分類

圓柱電池是鋰離子電池的一種，其外形為圓柱形，由正極、負極、電解液和隔膜層組成。圓柱電池按大小大致可分為1865圓柱電池、2170圓柱電池、4680圓柱電池三類。

二、行業政策

1、主管部門和監管體制

4680圓柱電池行業基本上遵循市場化的發展模式，各企業面向市場自主經營，政府職能部門進行產業宏觀調控，行業協會進行自律規范。行業的主管部門是工信部，主要職責包括：提出新型工業化發展戰略和政策；制定并組織實施工業的行業規劃、計劃和產業政策，提出優化產業布局、結構的政策建議，起草相關法律法規草案，制定規章；監測分析工業運行態勢，統計并發布相關信息；負責中小企業發展的宏觀指導，會同有關部門擬訂促進中小企業發展和非國有經濟發展的有關政策和措施，協調解決有關重大問題等。

中國電池工業協會、中國化學與物理電源行業協會是4680圓柱電池制造行業的自律組織，中國電池工業協會成立于 1988 年，經國家民政部注冊批準，具有法人資格，為跨地區、跨部門、跨所有制的國家一級協會。中國電池工業協會的主管部門是國有資產管理監督委員會，同時接受國家民政部和中國輕工業聯合會的管理。協會主要職能為對電池工業的政策提出建議，起草電池工業的發展規劃和電池產品標準，組織有關科研項目和技術改造項目的鑒定，開展技術咨詢、信息統計、信息交流、人才培訓，為行業培育市場，組織國際國內電池展覽會，協調企業生產、銷售和出口工作中的問題。中國化學與物理電源行業協會是經中華人民共和國民政部注冊登記的國家一級行業協會，該協會主要業務范圍包括向政府反映會員單位的愿望和要求，向會員單位傳達政府的有關政策、法律、法規并協助貫徹落實；負責開展對行業國內外技術、經濟和市場信息的采集、分析和交流工作，依法開展行業的生產經營統計與分析工作，開展行業調查，向政府部門提出制定行業政策和法規等方面的建議；組織訂立行規行約，并監督執行，協助政府規范市場行為，制定、修訂行業的國家標準和行業標準，并推進標準的貫徹實施；協助政府組織編制行業發展規劃和產業政策；開展對行業產品的質量檢測和評比工作。

2、國家層面相關政策

近年來，我國頒發了大量的政策，支持圓柱電池等動力電池產業發展，鼓勵企業加強技術創新。如2024年1月，國家發展改革委、工業和信息化部等四部門聯合發布了《關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》，提出要加大動力電池關鍵技術攻關，在不明顯增加成本基礎上將動力電池循環壽命提升至3000次及以上，攻克高頻度雙向充放電工況下的電池安全防控技術。一系列法律法規及行業政策的推出，為行業的有序競爭及健康發展營造了良好的制度環境，對進一步擴大市場需求、推動行業穩定持續增長具有重要作用。

3、地方層面相關政策

在新能源汽車快速發展的背景下，圓柱電池等動力電池產業也受到了貴州、云南昆明等多個地區的大力支持，利好政策相繼出臺，鼓勵企業加強關鍵核心技術攻關。2022年12月，昆明市人民政府發布的《昆明市新能源電池產業發展三年行動方案（2022—2024年）》，提出在磷鎳錳系正極材料、硅碳負極材料、電池輔助材料等領域突破一批關鍵核心技術。高鎳正極、硅碳負極為4680圓柱電池重要原材料之一，一系列政策的出臺將推動高鎳正極、硅碳負極等核心原材料進一步實現突破，加快4680圓柱電池量產進程。

三、行業壁壘

1、技術壁壘

4680圓柱電池領域涵蓋了多個學科領域，不僅涉及電化學領域的各種研究成果和技術創新，還涉及到模具設計、結構工程、電子設計及軟件開發等多個領域。4680圓柱電池產品作為定制化的產品，必須針對不同客戶的具體需求進行研發、設計和生產，因此企業必須具有深厚的綜合技術積淀。此外，大圓柱電池通常采用鋼殼作為封裝殼體，而鋰電池鋼殼的原材料鋼帶需要進行預鍍鎳處理來增強耐腐蝕性，而當前預鍍鎳環節主要被新日鐵、東洋鋼板等日本廠商所壟斷。

2、認證壁壘

4680圓柱電池是動力電池的一種，下游應用領域為新能源汽車，而車企對動力電池廠商進入其供應鏈體系具有嚴格的審核標準。國內外知名企業的采購策略基本都采用合格供應商認證制度，通過制度化的開發、認證與評估體系，確定企業的生產設備、工藝流程、管理能力、產品品質等均能達到認證要求后，才會與之建立長期、穩定的供應關系。認證主要包括企業認證、產品認證和產線認證三項內容。一般來說，車企為控制產品品質和管理成本，動力電池的供應商數量保持在少數幾家，并一旦形成合作，很難再次更換供應商。這種機制對管理能力不強、生產控制不嚴格的市場競爭者形成了較高的進入壁壘。

3、量產壁壘

4680圓柱電池最早由特斯拉在2020年9月提出，但由于電芯生產中的“干式涂布”工藝遲遲無法投入大規模量產，特斯拉4680電芯自2022年投產后一直都處于小批量生產階段，尚未實現大規模量產，其余企業也處于小批量出貨、送樣階段。

四、發展歷程

圓柱電池最早出現在1991年前后，是日本索尼研制的1865圓柱電池，即直徑為18mm、長度為65mm的圓柱形鋰電池。1994年松下開始研發生產圓柱形鋰電池， 2008年特斯拉上市的首款車型Roadster采用了松下的1865圓柱電池，開啟了純電動車大規模使用圓柱形電池的商業化時代。2017年特斯拉與松下聯合研發的2170圓柱電池開始量產，并成功應用于Model 3車型上，2170圓柱電池較1865圓柱電池能量密度與單體容量獲得了明顯提升，充電速度更快，生產成本更低。目前在新能源汽車應用中，2170圓柱電池為市場最主流的電池型號。

隨著技術競爭加劇，圓柱電池亟需新突破。2019年，特斯拉申請4680大圓柱專利。2020年9月，特斯拉推出了4680圓柱電池，規格為直徑46mm*長度80mm，采用大電芯+全極耳+干電池技術，是電池形態的改進和創新。根據特斯拉對外公布的數據，相較于2170圓柱電池，4680圓柱電池能量提升了5倍，充放電功率提升了6倍，續航能力增加16%。

五、產業鏈

1、行業產業鏈分析

4680圓柱電池產業鏈上游包括原材料、生產設備等，正極、負極、電解液、隔膜仍是4680圓柱電池主要原材料。但與傳統動力電池不同，4680圓柱電池對正負極材料更加嚴苛，與高鎳正極材料、硅碳負極材料更加適配。4680圓柱電池的突破對新能源汽車產業發展具有重要意義，有利于降低新能源汽車生產成本，提升續航能力。在“雙碳”戰略下，發展新能源汽車已成為全球普遍共識，全球新能源車企正不斷加強電池等核心技術研發，以促進新能源汽車性能不斷提升。中國4680圓柱電池產業鏈如下圖所示：

4680圓柱電池行業產業鏈

正極材料

寧波容百新能源科技股份有限公司

北京當升材料科技股份有限公司

湖南長遠鋰科股份有限公司

南通瑞翔新材料有限公司

負極材料

貝特瑞新材料集團股份有限公司

寧波杉杉股份有限公司

上海璞泰來新能源科技股份有限公司

廣東凱金新能源科技股份有限公司

隔膜

云南恩捷新材料股份有限公司

深圳市星源材質科技股份有限公司

河北金力新能源科技股份有限公司

中材科技股份有限公司

電解液

廣州天賜高新材料股份有限公司

深圳新宙邦科技股份有限公司

珠海市賽緯電子材料股份有限公司

香河昆侖新能源材料股份有限公司

寧波杉杉股份有限公司

江蘇瑞泰新能源材料股份有限公司

上游

惠州億緯鋰能股份有限公司

寧德時代新能源科技股份有限公司

江蘇蔚藍鋰芯股份有限公司

深圳市比克動力電池有限公司

中游

新能源汽車

下游

2、行業領先企業分析

（1）惠州億緯鋰能股份有限公司

惠州億緯鋰能股份有限公司成立于2001年，于2009年在深圳創業板首批上市，已成為具有全球競爭力的鋰電池平臺公司，同時擁有消費電池、動力電池、儲能電池核心技術和全面解決方案。2023年上半年億緯鋰能實現營業收入229.8億元，與上年同期相比增長53.93%，其中動力電池實現營業收入121.2億元，與上年同期相比增長71.92%。

億緯鋰能是國內率先掌握圓柱電池技術的廠商之一，實現了包括高比能材料體系技術、全極耳連接技術、大圓柱平臺工藝技術、熱蔓延安全控制技術在內的多項新型技術的研發突破，在電池和系統方面完成了大圓柱電池核心知識產權布局，取得了“一種新型結構圓柱型離子電池”、“正極柱和正極集流盤的組裝結構、電池、電池模組及電池包”等多項專利。同時億緯鋰能46系列大圓柱電池商業化進程取得階段性成果，目前公司已經完成了46系列三元高比能電池部分產能建設，產線運轉良好，并陸續在國內外更多車企上實現定點，現已取得未來 5 年客戶意向性訂單合計約472.31GWh。

（2）寧德時代新能源科技股份有限公司

寧德時代主要從事動力電池及儲能電池的研發、生產及銷售，在電池材料、電池系統、電池回收等產業鏈領域擁有核心技術優勢及前瞻性研發布局。在新能源汽車領域，寧德時代已形成包括高能量密度的三元高鎳電池、三元高壓中鎳電池以及高性價比的磷酸鐵鋰電池等在內的產品系列。2023年上半年，寧德時代實現營業收入1892.46億元，同比增長67.52%。其中動力電池系統營業收入為1394.2億元，同比增長76.16%。在大圓柱電池領域，寧德時代已經成功研發4680、4695等大圓柱電池。2022年9月，寧德時代宣布，與寶馬集團達成一項長期協議，從2025年開始，將為寶馬集團“新世代”車型架構的純電車型供應圓柱電池，產品將由中國和歐洲兩座電池工廠生產，每座工廠將為寶馬供應產能20GWh。

六、行業現狀

2022年以來，作為近年來備受關注的技術路線之一，46系列大圓柱電池在量產方面上演 “加速度”。未來，46系列圓柱電池憑借本身成本、性能、制造效率與安全上的優勢，疊加下游特斯拉、寶馬、通用等車企的積極布局，動力電池市場對46系列大圓柱的需求不斷加大。預計到2025年，全球4系大圓柱動力電池需求量有望超150GWh。

七、發展因素

1、有利因素

（1）新能源汽車蓬勃發展

新能源汽車產業的蓬勃發展，直接帶動動力電池需求爆發式增長。2023年我國新能源產銷分別完成958.7萬輛和949.5萬輛，同比分別增長35.8% 和37.9%，預計2024年中國新能源汽車銷量將達1150萬輛，新能源汽車發展空間巨大，為4680大圓柱電池發展提供廣闊的空間。

（2）4680大圓柱電池性能更加優異

相較于傳統的圓柱電池，4680大圓柱電池具有更高的能量密度、更大的容量、以及更穩定的性能。根據特斯拉對外公布的數據，相較于2170圓柱電池，4680圓柱電池能量提升了5倍，充放電功率提升了6倍，續航能力增加16%；此外隨著單體電芯容量的擴大，可減少圓柱電池單體數量與內部所使用的輔助結構件，不僅降低了BMS管理難度，還減少了系統成本，4680圓柱電池相較于2170，生產成本可減少14%，在配合高鎳正極、高硅負極、CTC等技術下，最高可實現降低56%的生產成本。46 系列大圓柱電池憑借其在安全性能優勢、更低的制造成本，是國際頭部車企的重要選擇，且已得到更多主流車企的認可，將成為下一代電池技術重要發展方向。

（3）產業政策支持

動力電池作為新能源汽車的重要組成部分，受到世界各國政府的高度重視和大力扶持。近年來，我國發布了大量的動力電池與新能源汽車相關政策，鼓勵企業加強技術研發，加快前沿技術攻關，提升電池性能。4680大圓柱電池作為動力電池創新技術，兼具性能與成本優勢，也將受益于政策支持。

2. 不利因素

（1）原材料價格波動風險

2022年以來，受新冠疫情、國際政治經濟形勢、市場供求、市場預期等多重因素影響，鋰、鎳、錳等原材料價格波動較大，將直接影響到4680圓柱電池產品的生產成本，導致企業生產、經營面臨較大不確定性，給4680圓柱電池的量產帶來一定的影響。

（2）方形電池性能不斷優化

動力電池分為方形電池、圓柱電池及軟包電池，目前國內市場方形電池占據主導地位，乘聯會數據顯示，2023年1-8月，新能源汽車領域，方形電池配套占比92.4%，圓柱形電芯配套占比4.5%。許多企業的研發重心仍是方形電池，且隨著我國企業不斷加大研發投入，方形電池技術取得了很大的突破，性能持續優化，成本不斷下降，如寧德時代推出了性能更優異的麒麟電池，這給4680圓柱電池發展帶來了較大的壓力。

（3）技術仍有待突破

目前，4680大圓柱電池在激光焊接、注液、分切等環節仍存在技術難度，關鍵技術尚不成熟，同時受到正極擠壓、電池延壓等問題，產品良品率偏低，制約著大圓柱電池的大規模量產。此外4680圓柱電池是一個技術密集型行業，行業技術人員相對稀缺，不利于行業可持續發展。

八、競爭格局

自2020年9月4680電池在特斯拉“電池日”上首次亮相后，海外動力電池企業包括松下、LG新能源、三星SDI，國內動力電池企業包括億緯鋰能、比克、蜂巢能源等均開始爭相布局，行業競爭日趨激烈。主流電池大廠正在大力攻關4680圓柱電池配套的全極耳、CTC、激光焊接等關鍵技術。未來率先突破關鍵配套技術的電池企業有望打破原有競爭格局，成為 4680 圓柱電池產業鏈核心受益公司。

九、發展趨勢

46系列大圓柱電池是動力電池技術升級的重要方向，吸引了松下、寧德時代、比亞迪等海內外眾多電池企業布局，目前各主流電池廠商正積極推進46系列圓柱電池項目建設，未來隨著技術不斷突破及項目逐步投產，46系列大圓柱電池產能將不斷釋放，截至2023年4月，國內外布局大圓柱電池企業超50家，其中達GWh級別產能規劃的企業超15家，全球大圓柱電池產能規劃合計超350GWh。

隨著動力電池產業競爭逐漸白熱化，46系列大圓柱電池的量產將會為產業鏈上的企業帶來全新機遇。46系列圓柱電池由于制造門檻提升，對結構件與生產設備提出了更高的要求。如在激光設備領域，46系列圓柱電池多采用全極耳技術，對激光切割的速度和精度要求更為嚴格，將為電池激光設備帶來新的增長點。未來隨著46系列圓柱電池不斷發展，相關生產設備、原材料需求將不斷增長。