46 系大圆柱动力电池需求

圆柱动力电池的发展可以按照电池尺寸划分为三代产品

第一代 18650 圆柱动力电池（2008 年）。

以松下 18650 圆柱电池为主，初期采用钴酸锂（LCO）+石墨方案，供应特斯拉Roasder。之后松下将电池容量从 2Ah提升至 4Ah，化学体系改为镍钴铝（NCA）+石墨，开始在特斯拉 Model S/X上规模化应用。

第二代 21700动力电池（2017年）。

为进一步降本增效，2017 年特斯拉与松下共同研发出 21700 圆柱电池，并应用于特斯拉 Model 3，该电池采用镍钴铝（NCA）+硅碳方案，能量比 18650 提升 50%，系统成本下降 8%（从 185 美元/kWh 下降至 170 美元/kWh）。

第三代 4680 动力电池（2019 年）。

2019 年，特斯拉申请 4680 大圆柱电池专利。2020 年 9 月，特斯拉率先发布无极耳、硅负极、无钴 4680 电池，材料体系为镍锰（NMx）+硅碳方案，预计单体能量比 21700 提升 5 倍，整车续航里程提升 16%、功率提升 6 倍，度电成本降低 14%，从 10%充电至 80%仅需 15 分钟，而 21700 电池充电池至 70%需要 25 分钟。特斯拉标准航版装车 690 个 4680 电池，使用 21700 需要 4416 个，通过减少电池数量，BMS 监控系统、冷却系统成本均可下降。

2022 年 5 月，特斯拉宣布拟正式向普通用户交付 4680 电池版 Model Y，同时也要求松下加快开发和供应 4680 电池。

特斯拉以圆柱电池起家，助推圆柱动力电池装机量保持高速增长势态

从全球来看，全球圆柱动力电池绝大多数应用于特斯拉，在 2020 年以前，全球圆柱动力电池装机量增速与特斯拉汽车产量变化趋势近似。2020 年，特斯拉上海工厂建成投产后，引入宁德时代方形磷酸铁锂电池，导致圆柱电池装机量增速小于特斯拉整体汽车产量增速。

2018 年，圆柱电池依托特斯拉汽车的畅销实现快速放量，增速达到 104%。2021 年特斯拉产能进一步扩大，全球圆柱动力电池装机量约 58GWh，主要来自于松下、LGES。

从国内来看，2017-2019 年，国内圆柱动力电池承压，主要系补贴退坡导致乘用车车企加速淘汰、车规级电池产能稀缺、方形电池企业市场集中度上升挤压圆柱电池市场所致。

2020 年，国内圆柱动力电池销量回暖，主要系特斯拉国产车投产放量，LGES 南京基地配套特斯拉量产 21700 圆柱电池。

2022H1，圆柱动力电池装机量约为 4.43GWh，同比下降 17%，主要系 LGES 配套特斯拉 Model Y/3 的数量下降所致。

预计 25 年 46 系大圆柱动力电池需求量将超过 200GWh

从产能投产及规划预测来看，2022-2024 年特斯拉、松下、LGES、三星 SDI、亿纬锂能、宁德时代等企业 4680 产线将陆续投产。最早实现量产的是特斯拉，到今年年底初步实现约10GWh产能，其次是松下，预计明年3月份初步实现10GWh 4680圆柱电池产能并逐步放量。LGES、三星 SDI、亿纬锂能加快构建 46系大圆柱电池产线，规划产线均为 10GWh 左右，宁德时代预计到 2024 年建成 12GWh 的 46 系大圆柱电池新产线并实现量产。

参照特斯拉美国加利福尼亚工厂、中国上海工厂、柏林工厂、美国得州工厂、美国雷诺工厂及两座新工厂（预测规划年产能超过 100 万辆）建设及产能爬升速度，预测特斯拉 2022-2025年全球新能源汽车产量将分别达到 144.6、199.4、271.0、400.5 万辆，YOY 分别达到 54.4%、37.9%、35.9%、47.8%。2025 年增速提升主要系新工厂及新车型产能爬升放量所致。

2023 年 4680 圆柱电池量产在即，特斯拉领衔推广，未来市场需求明确。特斯拉 4680电池需求量测算假设边际条件如下：

1）4680 电池与高镍+硅碳三元电池体系适配度高，预计在 Model Y、Cybetruck 等中高端车型中渗透率逐步提升，预测在高端电车 Model S/X上也将大批量使用。

2）参考 21700 替代 18650 圆柱电池的速度，预计到 25 年 Model Y 市场替代率为 50%。21700 圆柱电池量产 3 年后对 18650市场替代率提升至 50%。随着 4680 圆柱电池技术不断成熟，22 年上半年已实现装机，23 年将实现规模量产。

3）根据 Troy Teslike 预测，单个 4680 圆柱电池容量依次为 2022-2025 年分别为 26.5/29.3/32.0/32.0Ah，按照标准版（690块电池）和长续航版（828 块电池）平均电池数量推导出特斯拉Model Y 车型带电量分别达到 74.4/82.2/89.7/89.7kWh。同时 Model S、Model X和 Cybetruck 单车的电池容量分别预测为 100/100/200kWh。暂未计入Model 3、SEMI、新车型上可能应用的 4680 电池用量。

除了特斯拉，多家车企看好 46系圆柱电池市场应用。宝马、Rimac、蔚来、江淮等车企均在大力布局 46 系大圆柱，其中宝马在9-10月分别与亿纬锂能、宁德时代、远景动力达成46系大圆柱电池供货协议，总规规模超110GWh，按照每辆车100kWh计算，满产装车量达到 110 万辆。

特斯拉德州工厂已开始向客户交付带 4680 电池组的Model Y。截至 2022 年 Q3，预计年底能够达到 6.8-10.2GWh。按照特斯拉、宝马等车企 46 系大圆柱电池需求规划，预估2025 年 46 系大圆柱电池装机量将达到 207.8GWh，全球动力电池装机量市占率将达到 14.0%。假设导 2025 年三元动力电池单价降至 0.5 元/Wh，推测 46 系大圆柱电池市场规模将超过 1000 亿元。

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