電力設備新能源行業動力電池新技術展望系列報告二：特斯拉4680大圓柱電池能否引領下一代技術方向？-20220221（22頁）.pdf

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1、 -1- 證券研究報告 2022 年 2 月 21 日 行業行業研究研究 特斯拉特斯拉 46804680 大圓柱大圓柱電池電池能否能否引領下一代技術方向引領下一代技術方向？ 動力電池新技術展望系列報告二 電力設備新能源電力設備新能源 從從 1865018650 到到 2170021700 再到再到 46804680 電池電池，特斯拉特斯拉能否能否引領引領下一代下一代電池電池創新方向創新方向？圓柱電池工藝成熟，PACK 成本低，電池良率以及成組一致性較高；由于電池組散熱面積大， 其散熱性能優于方型電池， 但后期依然要面對成組后散熱設計難度大、能量密度低等問題，因此在國內方形電池為主的市場中滲透率

2、不高。雖然圓柱的單體電芯能量密度普遍相對落后， 但各大供應商技術仍有差異 （松下的圓柱單體電芯能量密度全球領先） 。 特斯拉在此領域持續進行技術突破， 從18650到21700再到 4680，始終在圓柱電池領域保持優勢。2020 年 9 月，特斯拉在電池日首次發布 4680 電池，能否引領下一代技術方向？ 預計預計 46804680 電池電池 2025E2025E 全球全球裝機規模裝機規模 264264GWhGWh，在在動力動力電電池池中中滲透率滲透率 2222%。我們測算， 隨著特斯拉全球銷量增長以及 4680電池在三元電池車型中滲透率提升，預計 2025 年特斯拉搭載 4680 電池的車型

3、銷量將超 160 萬輛，在特斯拉總銷量中滲透率近 50%，裝機量預計達 123GWh。在特斯拉的技術引領下，我們預計全球車企及電池廠將跟進 4680 電池結構創新的趨勢， 2025 年全球 4680 電池裝機量預計將達 264GWh，在全球動力電池裝機量中滲透率達到 22%，在圓柱電池裝機量中滲透率將達 68%，有望實現從 0 到 1 到 N 快速增長。 46804680 電池電池適配高能量密度路線適配高能量密度路線，協同，協同 CTC+CTC+一體化車身一體化車身“極限極限”降本降本。4680 電芯采用無極耳技術，去除了電池的主要發熱部件從而減小了內阻， 提高了電池的熱穩定性。 4680 新

4、電池（46mm 直徑， 80mm 長度） 實現了多項技術指標提升：續航里程提升 16%，充放電功率是 21700 電池 6 倍、能量是 21700 電池 5 倍，而成本可以下降 14%。4680 電池和高鎳三元+硅基負極體系相得益彰，更適配高能量密度路線，快充性能大幅提高。由于標準化程度高，4680 電池可作為一種“結構電池”，靈活運用于各車型的 CTC 設計，還可通過一體化壓鑄協同降低制造成本，實現“極限”制造。 趨勢確立趨勢確立引領引領各家跟進各家跟進：4680 電池本質上是對電池結構進行了創新，在特斯拉和諸多電池廠的引領推動下，將在未來五年實現 0 到 1 到 N 的快速增長，成為中高端

5、乘用車電池的大趨勢，吸引其他廠商“入場”。松下已公布了其為特斯拉研發的 4680 電池將于 2022 年 4 月試生產，有望在 2022 年內實現特斯拉裝車；國內方面，億緯鋰能在 2021 年 11 月也公告了擴產 20GWh 乘用車用大圓柱電池項目。 投資建議：投資建議：4680 電池的創新將推動鋰電全產業鏈的革新，而 4680 電池的初衷在于提升能量密度、降低電池成本，這也在一定程度上解決了鋰電池多年以來的“痛點”， 技術創新帶來的效能提升和成本降低有望進一步促使全球電動汽車滲透率提升。而站在鋰電技術高點的負極材料中的硅碳負極、電解液中的新鋰鹽LiFSI、導電劑材料中的單壁碳納米管 CNT

6、 都有望在新一輪技術浪潮中加速駛入快車道。 建議關注標的：電池：寧德時代、億緯鋰能。結構件：科達利、斯萊克、昇興股份。正極：芳源股份、當升科技、中偉股份、容百科技等。負極：貝特瑞、璞泰來、杉杉股份。電解液：天賜材料等。添加劑：天奈科技。 風險分析：風險分析：新能源車下游需求不及預期，4680 電池滲透率提升進度不及預期，競爭加劇導致盈利能力下滑。 買入買入（維持）（維持） 行業與滬深行業與滬深 300300 指數對比圖指數對比圖 資料來源：Wind 相關研報相關研報 復合集流體技術前景廣闊，PET 銅鋁箔產業化進程開啟動力電池新技術展望系列報告一（2021-11-08） -10%16%42%6

7、7%93%12/2003/2107/2110/21電力設備新能源滬深300要點要點 -2- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 投資聚焦投資聚焦 電池降本曲線近年來趨緩， 促使特斯拉從電池設計和生產方面重新思考。特斯拉從電芯設計、電池工廠、正極材料、負極材料、電芯電芯設計、電池工廠、正極材料、負極材料、電芯- -車輛整合車輛整合五個方面實現持續創新和降本。 2020 年 9 月，特斯拉在電池日首次發布 4680 電池。4680 大圓柱是電池形態的改進和創新，在電芯設計方面能夠不斷降本增效，提升技術指標，同時能夠在整車層面實現和 CTC、一體化壓鑄的整合，在制造層面大幅降本，實現“極限”

8、制造。 我們我們的的創新之處創新之處 1、測算了 4680 大圓柱電池的市場空間以及特斯拉 4680 電池的裝機量需求； 2、論述了 4680 大圓柱電池推出的原因，梳理了投資受益方向。 股價上漲的催化因素股價上漲的催化因素 1、特斯拉搭載 4680 大圓柱電池的車型量產下線，產能規劃進度超預期； 2、其他車企或電池廠跟進“4680”大趨勢，布局此領域。 投資投資建議建議 4680 電池的創新將推動鋰電全產業鏈的革新，而 4680 的初衷在于提升能量密度、降低電池成本，這也在一定程度上解決了鋰電池多年以來的“痛點”，技術創新帶來的效能提升和成本降低有望進一步促使全球電動汽車滲透率提升。 而站在

9、鋰電技術高點的高鎳正極、 負極材料中的硅碳負極、 電解液中的新鋰鹽 LiFSI、導電劑材料中的單壁碳納米管 CNT 都有望在新一輪技術浪潮中加速駛入快車道。 建議關注標的：電池：寧德時代、億緯鋰能。結構件：科達利、斯萊克、昇興股份。正極：芳源股份、當升科技、中偉股份、容百科技等。負極：貝特瑞、璞泰來、杉杉股份。電解液：天賜材料等。添加劑：天奈科技。 fXaXwViXlXcXNAqRmNpP9P9R8OtRmMoMpNlOrRoMlOnPmObRmNmMMYoOoOvPpPtR -3- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 目目 錄錄 1、 圓柱、方形、軟包，誰主沉??？圓柱、方形、軟包，誰

10、主沉??？ . 6 6 1.1、 圓柱電池：盛行海外，國內滲透率較低 . 7 1.2、 方形電池：國內主導，海外占比低于國內 . 8 1.3、 軟包電池：受益于歐洲新能源車崛起，兩大巨頭推動 . 9 1.4、 中國與海外不同的趨勢 . 10 2、 圓柱電池領跑者，特斯拉與松下的“十年之癢”圓柱電池領跑者，特斯拉與松下的“十年之癢” . 1212 2.1、 特斯拉：引領電池技術迭代方向 . 12 2.2、 圓柱電池：受益于特斯拉 . 13 2.3、從 18650 到 21700 再到 4680，維持圓柱電池優勢 . 14 3、 特斯拉引領特斯拉引領 4680 電池結構創新，趨勢確立、各家跟進電池結

11、構創新，趨勢確立、各家跟進 . 1616 3.1、 為什么是 4680？ . 16 3.1.1、 4680 大圓柱技術指標提升，推動高鎳三元+硅基發展 . 16 3.1.2、 4680+CTC+一體化壓鑄車身，“極限”制造無限可能 . 17 3.1.3、 預計 2025 年特斯拉 4680 電池裝機超 100GWh . 18 3.2、 4680 電池趨勢確立，吸引多家企業布局 . 19 4、 投資建議投資建議 . 2222 5、 風險分析風險分析 . 2222 -4- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖目錄圖目錄 圖 1：不同封裝技術電池結構 . 6 圖 2：中國圓柱電池出貨量與市

12、場份額 . 7 圖 3：海外圓柱電池出貨量與市場份額 . 7 圖 4：中國方形電池出貨量與市場份額 . 8 圖 5：海外方形電池出貨量與市場份額 . 8 圖 6：CATL 和比亞迪奠定了方形電池在國內的主導地位 . 8 圖 7：2016-2021 年 1-10 月全球動力電池裝機量 top5 市占率 . 9 圖 8：中國軟包電池出貨量與市場份額 . 10 圖 9：海外軟包電池出貨量與市場份額 . 10 圖 10：我國不同類型電池市場份額變化 . 11 圖 11：海外不同類型電池市場份額變化 . 11 圖 12：全球不同類型電池市場份額變化 . 11 圖 13：全球不同類型電池裝機量變化. 11

13、 圖 14：不同尺寸圓柱電池對比、松下推出的 4680 電池 . 14 圖 15：特斯拉 Model 3 續航性能 . 15 圖 16：松下公司的 18650 電池 . 15 圖 17：松下公司的 21700 電池 . 15 圖 18：圓柱電池直徑可提升續航，降低成本 . 16 圖 19： “無極耳”大幅提升快充性能 . 16 圖 20：特斯拉 4680 大圓柱及無極耳設計 . 17 圖 21：特斯拉的 4680 Model Y 的結構設計 . 17 圖 22：特斯拉一體化車身 . 17 圖 23：特斯拉降本目標 . 18 圖 24：松下 21700 替代 18650 圓柱電池的進度 . 19

14、 -5- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 表目錄表目錄 表 1：方形、圓柱型、軟包電池性能比較 . 6 表 2：不同封裝技術電池優缺點 . 7 表 3：2017-2021Q1-3 我國動力圓柱電池裝機排名 . 7 表 4：2018-2020 年我國方形電池裝機排名 . 9 表 5：2017-2020 年我國軟包電池裝機排名 . 10 表 6：特斯拉已交付車型的動力電池演變過程 . 12 表 7：松下電池業務發展歷史 . 13 表 8：18650 與 21700 參數對照 . 15 表 9：特斯拉銷量及 4680 電池需求測算 . 19 表 10：4680 大圓柱電池進展 . 20

15、表 11：全球 4680 電池裝機量測算 . 21 -6- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 1 1、 圓柱、方形、軟包，誰主沉浮圓柱、方形、軟包，誰主沉??？ 從目前單體電芯的技術分類來看，主要包括圓柱、軟包以及方形電池。其中，圓圓柱的優勢在于較高柱的優勢在于較高的的生產效率生產效率/ /較低生產成本較低生產成本（vs. 軟包較高的單體電芯能量密度與安全性，方形較長的使用周期） ，而圓柱的劣勢則主要包括相對較低圓柱的劣勢則主要包括相對較低的的單體單體電芯能量密度與安全性電芯能量密度與安全性（vs. 軟包與方形較低的生產效率/較高生產成本，方形相對較低的單體電芯能量密度與安全性） 。

16、特斯拉采用圓柱電芯， 其主要供應商為松下。 雖然圓柱單體電芯能量密度普遍相對落后于軟包， 但各大供應商的技術性能仍有差異 （松下的圓柱單體電芯能量密度依然全球領先） 。 圖圖 1 1：不同封裝技術電池結構：不同封裝技術電池結構 資料來源：GGII，第一電動，鑫欏鋰電，光大證券研究所 方形電池：方形電池：封裝可靠度高、系統能量效率高、能量密度較高、結構較為簡單、擴容相對方便、可以通過提高單體容量來提高能量密度、穩定性相對好。但由于方形電池可以根據產品的尺寸進行定制化生產， 所以市場上型號太多， 工藝很難統一；且生產自動化水平不高、單體差異性較大，在大規模應用中，存在系統壽命遠低于單體壽命的問題。

17、 圓形電池：圓形電池：與方形都屬于硬殼封裝，圓柱型電池工藝成熟，PACK 成本較低，電池產品良率以及電池組的一致性較高;由于電池組散熱面積大，其散熱性能優于方型電池，但后期依然要面對成組后散熱設計難度大、能量密度低等問題。 軟包型電池：軟包型電池：采用鋁塑膜包裝、安全性好、重量較鋼殼和鋁殼電池輕、具有較高的質量比能量、內阻小、循環壽命更長，但是由于型號眾多自動化程度低、生產效率低、成本高、高端鋁塑膜嚴重依賴進口、一致性較差。 表表 1 1：方形、圓柱型、軟包電池性能比較：方形、圓柱型、軟包電池性能比較 性能性能 方形電池方形電池 圓柱型電池圓柱型電池 軟包電池軟包電池 較好 好 較差 較好 好

18、 較差 較好 好 較差 安全性 一致性 設計靈活性 循環壽命 充放電倍率 成組效率 資料來源：鑫欏鋰電，光大證券研究所 -7- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 表表 2 2：不同封裝技術電池優缺點：不同封裝技術電池優缺點 項目項目 方形電池方形電池 圓柱型電池圓柱型電池 軟包型電池軟包型電池 優點 封裝可靠度高；安全性高；系統能量效率高；能量密度較高；結構較為簡單，擴容相對方便；單體容量大，系統構成相對簡單，穩定性好；續航能力突出 成組靈活，成本低；工藝成熟 尺寸變化靈活；能量密度高；重量輕；內阻小 缺點 型號多，工藝難統一；生產自動化水平不高，單體差異性較大；在大規模應用中，存在

19、系統壽命遠低于單體壽命的問題 散熱設計難度大；能量密度低 機械強度差；封口工藝難；成組結構復雜；設計難度大；成本性、一致性、安全性表現一般 資料來源：鉅大鋰電，鑫欏鋰電，光大證券研究所 從電池組 PACK 角度來看，圓柱單體電芯的特性導致其電池組較低的集成效率圓柱單體電芯的特性導致其電池組較低的集成效率（即使特斯拉單體電芯能量密度占優，但圓柱較低的 PACK 集成效率依然導致其 PACK 能量密度的優勢不明顯）。 1.11.1、 圓柱電池圓柱電池：盛行海外，國內滲透率較低：盛行海外，國內滲透率較低 在中國范圍內，也早有一批圓柱形電池的追隨者，如比克、沃特瑪、力神等，但市場表現不佳。2021 年

20、前三季度我國圓柱動力電池裝機量約 6.63GWh，同比增長 14%，排名前十企業合計約 6.6GWh，其中，LG 化學憑借配套特斯拉 model 3、Model Y 圓柱 21700 電池占據高達 77%的裝機份額。 表表 3 3：20172017- -2022021Q11Q1- -3 3 我國我國動力動力圓柱電池裝機排名圓柱電池裝機排名 20172017 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20182018 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20192019 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20202020 裝機量（裝機量（GWhGWh） 2021Q12021Q1- -3 3 裝機量（裝機量（GW

21、hGWh） 1 深圳沃特瑪 2.41 深圳比克 1.74 國軒高科 1.20 LG 化學 6.46 LG 化學 5.08 2 深圳比克 1.65 天津力神 1.56 力神電池 0.76 國軒高科 0.90 國軒高科 1.17 3 江蘇智航 0.73 國軒高科 0.75 比克電池 0.69 松下 0.37 力神 0.12 4 惠州億緯鋰能 0.61 珠海銀隆 0.50 珠海銀隆 0.35 力神 0.23 松下 0.08 5 珠海銀隆 0.57 遠東福斯特 0.46 聯動天翼 0.34 比克電池 0.16 珠海銀隆 0.05 6 天津力神 0.55 江蘇智航 0.42 上海德朗能 0.20 珠海銀

22、隆 0.12 比克電池 0.04 7 浙江天能 0.51 上海德朗能 0.26 蘇州宇量 0.18 蘇州宇量 0.02 億緯鋰能 0.02 8 遠東福斯特 0.48 東莞振華 0.24 三洋電池 0.14 鵬輝能源 0.02 聯動天翼 0.02 9 上海德朗能 0.41 惠州億緯鋰能 0.16 橫店東磁 0.09 智航新能源 0.01 鵬輝能源 0.01 10 孚能科技（贛州） 0.31 天鵬能源 0.16 遠東電池 0.06 上海朗德 0.01 三星 SDI 0.01 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 2020 年，圓柱電池在國內市場份額提升，主要由于國產特斯拉的放量，帶動 LG化學圓柱電

23、池（21700）裝機提升；2021H1 圓柱電池在國內市場份額穩定在10%+。2020 年，海外圓柱電池出貨量下降，整體份額下降約 20pct。 圖圖 2 2：中國圓柱電池出貨量與市場份額：中國圓柱電池出貨量與市場份額 圖圖 3 3：海外圓柱電池出貨量與市場份額：海外圓柱電池出貨量與市場份額 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 0%10%20%30%0246810122015201620172018201920202021H1圓柱出貨量（GWh）圓柱市場份額（右軸）0%10%20%30%40%50%60%051015202530352015201620172

24、01820192020圓柱出貨量（GWh）圓柱市場份額（右軸） -8- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 1.21.2、 方形電池方形電池：國內主導國內主導，海外海外占比低于國內占比低于國內 在國內， 方形電池長期占據主導地位。 2020 年， 國內方形電池出貨量占比 80%，較 2019 年下降 4pct，2021H1 略有提升；海外方形電池出貨量提升較快，但由于總量擴大，份額保持穩定，總體上方形占比低于國內。 圖圖 4 4：中國方形電池出貨量與市場份額中國方形電池出貨量與市場份額 圖圖 5 5：海外方形電池出貨量與市場份額海外方形電池出貨量與市場份額 資料來源：高工鋰電、光大證券

25、研究所 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 三星三星 SDISDI 1999 年，三星 SDI 開始進入電池領域。 2009 年，寶馬推出搭載三星 SDI 方形電池的純電動汽車 Megacity。其生產商，正是三星 SDI 和博世于 2008 年 6 月合作建立的合資公司 SB Limotive。 三星 SDI由此進入動力電池市場。 2013 年，三星 SDI 與寶馬簽訂長期合作協議，成為寶馬核心供應商；之后又與大眾、奧迪、保時捷等車企達成合作。 寧德時代和比亞迪寧德時代和比亞迪 寧德時代和比亞迪的快速崛起，奠定了方形電池在國內的主導地位。2015-2016年，比亞迪動力電池裝機量位列國內第一

26、，寧德時代位列第二；2017-2021H1，寧德時代動力電池裝機量位列國內第一，比亞迪位列第二。 整體來看， 2017-2019 年， 我國動力電池裝機集中度提升較快， 寧德時代 （CATLCATL）和比亞迪合計市占率從 46%提升至 68%。 圖圖 6 6：CATLCATL 和比亞迪和比亞迪奠定了方形電池在國內的主導地位奠定了方形電池在國內的主導地位 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所，左軸：裝機量（GWh） 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%01020304050602015201620172018201920202021H1方形出貨量（GWh）方形市場份額（右軸）

27、0%10%20%30%40%50%60%70%80%051015202530201520162017201820192020方形出貨量（GWh）方形市場份額（右軸）20%30%40%50%60%70%80%-10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 2015201620172018201920202021H1CATL比亞迪合計市占率（右軸） -9- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 表表 4 4：20182018- -20202020 年我國方形電池裝機排名年我國方形電池裝機排名 20182018 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20192019 裝機量（裝機量（GWhGWh

28、） 20202020 裝機量（裝機量（GWhGWh） 1 寧德時代 23.18 寧德時代 31.93 寧德時代 29.31 2 比亞迪 11.44 比亞迪 10.78 比亞迪 9.01 3 國軒高科 2.34 國軒高科 2.01 中航鋰電 3.82 4 億緯鋰能 1.11 億緯鋰能 1.77 國軒高科 2.34 5 中航鋰電 0.72 中航鋰電 1.49 時代上汽 1.60 6 星恒電源 0.57 力神 1.19 力神 0.69 7 哈光宇 0.55 時代上汽 0.74 億緯鋰能 0.64 8 力神 0.50 欣旺達 0.65 瑞普能源 0.58 9 鵬輝能源 0.48 鵬輝能源 0.64 塔

29、菲爾 0.54 10 塔菲爾 0.27 塔菲爾 0.38 星恒電源 0.54 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 1.31.3、 軟包電池：受益于歐洲新能軟包電池：受益于歐洲新能源源車車崛起崛起，兩大巨頭推，兩大巨頭推動動 動力軟包電池由 AESC 開創，由 LG 化學發揚光大。 2007 年，動力電池公司 AESC（日產與 NEC 合資公司）將用于手機產品的軟包電池做到了車規級標準。2010 年后，搭載 AESC 軟包電池的純電動車日產聆風廣受歡迎。 2009 年，LG 化學與現代共同推出首款現代 Avante 以及 Forte 電動車，正式邁入汽車電動化時代。 2009-2015 年， L

30、G 化學動力電池客戶先后囊括通用、 福特、科勒萊斯美國三大主流車企， 順利拿下雷諾、 沃爾沃、 奧迪、 戴姆勒等歐洲客戶，并通過雷諾-日產-三菱聯盟逐漸進入日系車供應鏈。 受益于廣泛的客戶基礎，LG 化學在 2019-2020 年迅速崛起。2020 年，LG 化學完成裝機量 31GWh， 在全球范圍內僅次于 CATL， 甚至在 2020H1 實現反超 CATL。2020H1，在歐洲，LG 化學長期布局的歐洲新能源車市場需求躍升，LG 配套的雷諾 Zoe、現代 Kona 等車型暢銷；在中國，國產特斯拉放量，多次保持月度新能源車型銷量冠軍。LG 化學動力電池出貨量大幅提升，2020 年上半年 LG

31、 化學市場份額較 2019 年提升 14PCT 至 25%，一度超過同期的 CATL（23%）。 同時，另一軟包龍頭 SKI 迅速崛起。2020 年 SKI 實現裝機量 7GWh，較 2019年的 1.97GWh 提升明顯。 圖圖 7 7：2012016 6- -2022021 1 年年 1 1- -1010 月月全球動力電池裝機量全球動力電池裝機量 toptop5 5 市占率市占率 資料來源：SNE Research，光大證券研究所 31%21%13%9%5%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%201620172018201920202021.1-10

32、CATLLG新能源松下比亞迪SKI三星SDI -10- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 2020 年，歐洲新能車滲透率快速提升，帶動海外軟包電池出貨量增加，其市場份額實現翻倍（從 2019 年的 21%提升至 2020 年的 42%）。 而在國內， 軟包市場份額進一步萎縮， 從2019年的8.7%下降至2020年的6.2%；2021H1 略有提升。 圖圖 8 8：中國軟包電池出貨量與市場份額：中國軟包電池出貨量與市場份額 圖圖 9 9：海外軟包電池出貨量與市場份額：海外軟包電池出貨量與市場份額 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 國內軟包企業有孚

33、能科技、萬向 A123、微宏動力、捷威動力、北京國能、億緯鋰能、卡耐新能源等。 表表 5 5：20172017- -20202020 年我國軟包電池裝機排名年我國軟包電池裝機排名 20172017 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20182018 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20192019 裝機量（裝機量（GWhGWh） 20202020 裝機量（裝機量（GWhGWh） 1 北京國能 0.81 孚能科技 1.84 孚能科技 1.21 孚能科技 0.71 2 孚能科技 0.67 北京國能 0.82 卡耐新能源 0.63 捷威動力 0.58 3 天勁新能源 0.48 卡耐新能源 0.64 多

34、氟多 0.61 寧德時代 0.44 4 微宏動力 0.34 萬向 A123 0.60 捷威動力 0.56 億緯鋰能 0.41 5 捷威動力 0.32 桑頓新能源 0.54 桑頓新能源 0.56 多氟多 0.36 6 多氟多 0.26 微宏動力 0.47 河南鋰動 0.40 盟固利 0.24 7 卡耐新能源 0.25 捷威動力 0.44 寧德時代 0.38 萬向 A123 0.22 8 萬向 A123 0.19 寧德時代 0.34 盟固利動力 0.26 桑頓新能源 0.13 9 天豐電源 0.14 盟固利動力 0.32 萬向 A123 0.18 微宏動力 0.11 10 駱駝新能源 0.10 天

35、勁新能源 0.31 微宏動力 0.18 衡遠新能源 0.06 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 1.41.4、 中國與海外不同的趨勢中國與海外不同的趨勢 由于多數頭部動力電池企業往往主打圓柱、方形、軟包中的一種，因此不同類型電池市場份額的變化，在一定程度上代表了頭部動力電池企業角逐的歷史。 對比我國和海外不同類型電池市場份額變化，可以看到 2017 年是一個分界線。 20172017 年前：年前： 我國與海外在不同類型電池市場份額變化方面趨勢相同我國與海外在不同類型電池市場份額變化方面趨勢相同。方形電池占據 60%以上的市場份額，2015-2017 年呈現“先升后降”的趨勢；軟包電池市場份額

36、保持穩定， 約在 10%左右； 圓柱電池市場份額在 2016 年受到方形電池擠壓， 在 2017年得到恢復。 20172017 年后：年后： 我國與海外在不同類型電池市場份額變化方面表現出完全不同的趨勢不同的趨勢。 0%10%20%01234567892015201620172018201920202021H1軟包出貨量（GWh）軟包市場份額（右軸）0%10%20%30%40%50%051015202530354045201520162017201820192020軟包出貨量（GWh）軟包市場份額（右軸） -11- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 我國方形電池份額獲得突破，我國方形

37、電池份額獲得突破，20192019 年市場份額接近年市場份額接近 85%85%。這與寧德時代的崛起密不可分，2018 年寧德時代實現 IPO 上市，帶動了方形電池市場份額的增長。2020 年，由于特斯拉 model Y 的熱銷，帶動我國圓柱電池市場份額回升，而軟包電池市場份額則持續受到擠壓。 在海外，方形電池市場份額自 2017 年后一路下滑，近兩年保持平穩，2020 年市場份額 28%。而圓柱電池和軟包電池則先后實現放量，20172017- -20192019 年，圓柱年，圓柱電池市場份額由電池市場份額由 28%28%提升至提升至 51%51%，同時松下伴隨，同時松下伴隨著著特斯拉在全球崛起

38、特斯拉在全球崛起。 20202020 年年海外軟包激增海外軟包激增，2021H12021H1 國內方形國內方形再度再度崛起：崛起： 海外軟包電池市場份額由 2019 年的 21%翻倍至 2020 年的 42%。 這基本得益于LGLG 化學的放量，其根本原因在于歐洲電動車滲透率快速提升化學的放量，其根本原因在于歐洲電動車滲透率快速提升。而 2021H1 由于國內新能源車市場需求旺盛以及寧德時代的放量， 方形電池裝機量高速增長， 全球方形電池市占率反彈至 53%。 圖圖 1010：我國不同類型電池市場份額變化：我國不同類型電池市場份額變化 圖圖 1111：海外：海外不同類型電池市場份額變化不同類型

39、電池市場份額變化 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 資料來源：高工鋰電、光大證券研究所 圖圖 1212：全球全球不同類型電池市場份額變化不同類型電池市場份額變化 圖圖 1313：全球：全球不同類型電池不同類型電池裝機量變化裝機量變化 資料來源：SNE Research、光大證券研究所 資料來源：SNE Research、光大證券研究所；Cy：圓柱，Po：軟包，Pr：方形 0%20%40%60%80%100%2015201620172018201920202021H1方形圓柱軟包29% 21% 28% 49% 51% 30% 8% 11% 13% 16% 21% 42% 0%20%40%60%

40、80%100%201520162017201820192020方形 圓柱 軟包 49% 54% 51% 57% 57% 49% 53% 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015201620172018201920202021H1方形 圓柱 軟包 方形 軟包 圓柱 -12- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 2 2、 圓柱電池領跑者，圓柱電池領跑者，特斯拉與松下特斯拉與松下的“十的“十年之癢”年之癢” 2.12.1、 特斯拉：引領電池技術迭代方向特斯拉：引領電池技術迭代方向 技術更替是汽車電動化浪潮的核心驅動力， 風險和機遇并存。技術更替是汽車電動化浪

41、潮的核心驅動力， 風險和機遇并存。 新能源汽車當前的痛點包括續航能力、充電效率、成本、安全性等，電池成為新能源汽車滲透率提升的關鍵。目前市場上主流的車用電池是鋰電池，主要以三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池為主。電池環節的技術更新會帶來風險但也伴隨著機遇，因此電池環節的技術更新會帶來風險但也伴隨著機遇，因此關注技術路線十分重要； 特斯拉搭載的動力電池始終引領行業， 有必要對其電池關注技術路線十分重要； 特斯拉搭載的動力電池始終引領行業， 有必要對其電池戰略加以重視。戰略加以重視。 自 2004 年成立以來，特斯拉共有 5 款電動車上市。松下是其動力電池領域的戰略合作伙伴。Model S/3

42、的電池都體現出明顯的技術進步，從迭代方案來看，主要包括材料層面、結構層面等。 Roadster 于 2006 年正式亮相，2008 年開始交付，采用鈷酸鋰+石墨方案，電芯為圓柱 18650 方案，系統能量密度約 120Wh/kg。 Model S 于 2009 年推出，2012 年開始交付，采用 NCA+石墨方案，電芯延用圓柱 18650，系統能量密度超過 150Wh/kg。 Model X 是一款 SUV，于 2012 年首次亮相，2015 年開始交付，采用NCA+石墨方案， 電芯延用圓柱 18650， 系統能量密度超過 150Wh/kg。 Model 3 于 2014 年亮相，2017 年

43、開始交付，這款車是特斯拉真正向大眾市場進軍的里程碑產品，采用了新型的 21700 圓柱電芯，采用NCA+硅碳方案，并且模組和 Pack 系統也做了調整，系統能量密度也有提升。 國產 Model 3 于 2019 年末開始交付，電池供應商增加了 LG 化學、寧德時代。 Model Y 于 2019 年發布，2020 年開始交付。這是一款 SUV 車型，與Model 3 共享 75%的零部件，電池仍然采用 21700 圓柱電芯，其他參數可能與 Model 3 接近。 表表 6 6：特斯拉已交付車型的動力電池演變過程：特斯拉已交付車型的動力電池演變過程 車型車型 上市年份上市年份 續航里程續航里程

44、（kmkm） 正極類型正極類型 負極類型負極類型 單體型號單體型號 供應商供應商 單體能量單體能量密度密度 （Wh/kgWh/kg） 系統能量系統能量密度密度 （Wh/kgWh/kg） 電量電量 （kWhkWh） Roadster 2008 393 早期為LCO 石墨 18650 LG（RoadsterR80）等 120 53 Model S 2012 400 NCA 石墨 18650 松下 243 60 450 NCA 石墨 18650 松下 243 70 490 NCA 石墨 18650 松下 243 75 500 NCA 石墨 18650 松下 243 85 557 NCA 石墨 186

45、50 松下 258 152 90 650 NCA 石墨 18650 松下 258 100 Model X 2015 355 NCA 石墨 18650 松下 243 60 400 NCA 石墨 18650 松下 243 75 -13- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 470 NCA 石墨 18650 松下 258 152 90 500/550 NCA 石墨 18650 松下 258 100 Model 3 2017 460 NCA 硅碳 21700 松下 300 159.5 60 480 NCA 硅碳 21700 松下 300 60 595 NCA 硅碳 21700 松下 300 7

46、5 590 NCA 硅碳 21700 松下 300 75 664 NCA 硅碳 21700 松下 300 75 國產Model 3 2019 445 NCM811 石墨 21700 LG 300 145 52 455 NCA 硅碳 21700 松下 300 153 52 507 NCA 硅碳 21700 松下 300 Model Y 2020 509 NCA 硅碳 21700 松下 300 資料來源：特斯拉官網等，光大證券研究所整理 2.22.2、 圓柱電池圓柱電池：受益于特斯拉受益于特斯拉 1992 年，日本索尼公司發明了鋰電池。綜合考慮當時的設備工藝和技術條件，索尼選擇了一條在當時看來最穩

47、妥可行的方案18650 圓柱形電池。 1994 年，松下開始制造鋰離子電池。1997 年，搭載松下圓柱形鎳氫電池的第一代混動車型豐田普銳斯上市。到了 1998 年， 松下的 18650 圓柱形鋰電池已批量裝配在世界多個品牌的筆記本電腦。 因此， 在特斯拉為第一代Roadster （2008年上市） 選擇電池供應商的時候， 18650圓柱形電池是當時最成熟穩定的鋰離子電池。 特別是日本廠商， 在經過多年積累，在生產工藝方面積累了大量經驗，其生產的 18650 圓柱形電池在一致性、安全性方面都達到了較高的水平。 20200808 年起， 松下牽手特斯年起， 松下牽手特斯拉， 強強聯合， 為特斯拉獨

48、供松下拉， 強強聯合， 為特斯拉獨供松下 1865018650 圓柱型電池圓柱型電池，正式開啟了圓柱形鋰電池正式開啟了圓柱形鋰電池應用于純電動車的時代。應用于純電動車的時代。 表表 7 7：松下電池業務發展歷史：松下電池業務發展歷史 時間時間 事件事件 1994 成功研發鋰電子充電電池 1994 三洋開始生產圓柱、方形鋰電池 1998 研發方形鋰電池 1999 生產聚合物電池 2004 三洋開始給本田 HEV 和福特 PTHEV 生產電池 2008 開始與特斯拉合作，為特斯拉獨家提供 18650 圓柱型鋰離子電池 2010 日本 Suminoe 工廠投產 2011 松下收購三洋電機 2013

49、日本 kasai 工廠擴大產量 2014 松下與特斯拉合資共 50 億美元，其中松下出資 16 億美元，在美國內華達州首建 Gigafactory超級工廠，為特斯拉生產 21700 鋰離子電池 2015 建設大連工廠生產方形鋰離子電池，打造中國“新能源專用方形鋰電工廠” 2017 美國 Gigafactory 超級工廠投產 2017 蘇州工廠投產，18650 型鋰離子電池年產能達到 1 億只 2018 大連工廠開始量產，產能 5Gwh 2019 在中國上海建設超級工廠 資料來源：公司官網，鑫欏鋰電，高工鋰電，真鋰研究，光大證券研究所整理 -14- 證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖

50、圖 1414：不同尺寸圓柱電池對比、松下推出：不同尺寸圓柱電池對比、松下推出的的 46804680 電池電池 資料來源：高工鋰電，OFweek，特斯拉官網，光大證券研究所 專供特斯拉需求，松下主攻圓柱型鋰離子電池。專供特斯拉需求，松下主攻圓柱型鋰離子電池。 （1）發展初期的特斯拉在比較“與電池供應商一起去改善層疊式電池的生產工藝使其一致性更高”和“管理單體容量小，單體數量多但一致性好的 18650 圓柱型電池”后， 人力物力有限的特斯拉更傾向于選擇開發一套管理單體數量多但單體一致性很好的電池系統。 （2）多年來，日本廠商在 18650 電池的生產工藝上積累了大量的經驗，使得產出的 18650