动力、储能市场应用提速，打开大圆柱电池市场空间.
根据封装方式和形状不同，锂电池可以分为方形、软包、圆柱三种形态。方形电池单体容 量大、结构简单、系统管理方便，但单体差异性较大、生产自动化水平较低，成组使用可 能会存在电池组寿命远低于单体寿命的问题。软包电池体积小、能量密度高、散热性能优 异，相同容量下，软包电池比钢壳电池或铝壳电池轻很多，然而其壳体强度比不上铝壳或 钢壳，对成组技术的依赖性很强，技术难度高。圆柱电池一致性好、生产效率高，在系统 层面散热能力强，尺寸升级后可改善其原本的单体能量密度低、模组所需电芯多及其导致 的寿命差、管理复杂等问题。
单体性能上，1）能量密度：软包>方形>圆柱，主要考虑机械件重量在质量中的占比，随电 池尺寸变大，差异变小；2）散热能力：软包、方形>圆柱，圆柱电池的散热能力在系统层 级，因为电池间隙更大得到改善；3）循环寿命：软包>方形>圆柱，圆柱的电解液量相对少； 4）安全性：圆柱>软包>方形，此时大圆柱需要使用镀镍钢，此处安全是个相对概念，安全 阈值的绝对值在电池热失控的峰值能量下，差异不明显；5）充放电倍率：圆柱>方形>软包； 6）成本优势：圆柱>方形>软包。 系统性能上，1）成组效率：圆柱、方形>软包，圆柱、方形、软包模组/系统成组效率分别 为 87%/65%、89%/70%、85%/60%；2）可靠性:方形>圆柱>软包；软包封口边漏液是主 要的市场失效表现；3）生产效率：圆柱>方形>软包；4）一致性：圆柱>方形>软包；5） 成本优势：模块、电池包成组后圆柱成本优势逐渐削弱。
大圆柱电池在电动汽车领域优势显著，有望成为中高端电动车的最优解。动力电池产业的 发展与新能源汽车产业的发展相辅相成，动力电池的性能直接决定新能源汽车的性能。相 较于方形、软包封装，大圆柱电池在动力电池领域优势明确，体现在： 1）安全性：大圆柱电池是目前几种主流电池形态中安全性最高的，因其应力均匀，散热性 能好，电芯数量下降与无极耳设计等降低了电池的热管理难度，叠加泄压阀、集成结构件 等技术增强了电池包的结构强度； 2）性价比：由于工艺简单、高度标准化、在整包层面结构件减少、成组简单等因素，大圆 柱电池在整体成本上具备一定优势； 3）续航：大圆柱电池的高安全上限使得其可以支持高镍三元、硅基负极等更为激进、更高 能量密度的化学体系，据特斯拉数据，相比 21700 电池，4680 电池的单体电芯容量提高 5 倍，续航提高 16%； 4）寿命：三元电芯虽然循环次数相对较少，但是因为高能量密度，能量吞吐量和日历寿命 高，因此其在使用寿命上并不存在劣势； 5）快充：采用无极耳技术，缩短了电子电流在电池中的移动距离，从而大幅提高充电速度。
除了车用领域之外，大圆柱电池有望加速渗透户用储能领域。按照正极化学材料的不同， 当前锂离子电池有镍钴锰三元和磷酸铁锂两条主流技术路线。三元电池的能量密度更高， 但稳定性和耐用性较差，通常用来满足电动汽车的长续航要求；磷酸铁锂电池的安全性更 高，但能量密度偏低、成本低，更适用于储能领域。其中户用储能市场对容量、便携的需 求不同，进而对电芯灵活串并联的要求更高，以磷酸铁锂材料为主的大圆柱电池凭借其灵 活成组优势在户用储能领域性能凸显，包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、中比新能源、 时代联合等电池企业均陆续推出了针对户用储能市场的大圆柱磷酸铁锂电池。
特斯拉率先提出 4680 电池在车系内规模化使用，带动多家车企纷纷跟进。截至目前，宝马、 沃尔沃、Stellantis、通用、东风岚图、江淮汽车、保时捷、蔚来等国内外多家车企已公开 宣布将使用或考虑使用大圆柱电池。以宝马为例，其在 2022 年 9-10 月分别与亿纬锂能、 宁德时代、远景动力达成 46 系圆柱电池供货协议，总体规模达 110GWh，按照纯电动汽车 动力电池容量在 60-90kWh 范围计算，满产后装车辆将超过 110 万辆。
从特斯拉 2020 年 9 月电池日发布 4680 电池，海内外电池巨头都在加速推进大圆柱电池 的研发和生产。2023 年 1 月，特斯拉宣布扩产 100GWh 的 4680 电池，随着良率提升，预 计上半年将从小规模试制转向量产放量。其余国外企业，如松下在 2022 年 5 月已经开始小 量试产 4680 电芯，并且计划将从 2023 年 4 月起进入大规模量产作业，届时将可供应特斯 拉预计每年 10GWh 容量的 4680 电芯，大约可提供 15 万辆电动车使用。国内企业如亿纬 能于 2022 年 9 月 9 日，收到宝马集团定点信，将为德国宝马集团 NeueKlasse 系列车型提 供大圆柱锂离子电芯总供应量 40GWh，预计最快今年 Q2 实现量产。
户用储能未来几年需求仍有望高增长。户用储能电池技术路线以磷酸铁锂为主，主要包括 方形、软包及圆柱等不同类型电池，其中方形以 50Ah-100Ah 为主，软包为 30Ah-80Ah， 圆柱为 10Ah-50Ah。根据高工锂电发布的调研统计数据，2022 年中国储能锂电池出货量达 到 130GWh，同比增长高达 170.8%，其中户用储能领域增速最为显著，同比增长超过 3.5 倍。我们预计到 2027 年，全球大圆柱户储电池装机量将达到 21.7GWh，2023-2027 年复 合增长率可达 168.0%。 大圆柱磷酸铁锂电池备受户用储能市场的青睐。目前，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池容量、成本、功率以及安全性提出了更高的 要求。大圆柱电池得益于无极耳技术、制造工艺和材料体系优化，在单体容量、成本、性 能、循环和安全方面优势明显，例如大圆柱电池采用的磷酸铁锂材料本身具备较高的安全 性，同时大圆柱电池采用高强度钢壳设计，受极组膨胀影响形变小、抗冲击、可靠性更高。 结合市场需求和技术迭代来看，大圆柱电池发展趋势明显，目前相关企业正积极针对大圆 柱储能电池展开研发工作，致力于将大圆柱电池的循环寿命向 5000 次甚至更高次数瞄准。
多家企业密集布局大圆柱磷酸铁锂储能电池。2023 年 1 月 24 日，特斯拉首次确认不仅会 将 4680 电池用在电动汽车上，还会将其拓展到储能领域，例如户储电池 Powerwall。国内 包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、航天锂电等不少电池企业自 2022 年已经规划或开始 布局适用于储能市场的磷酸铁锂大圆柱电池。亿纬锂能针对户储市场推出了 40135 系列大 圆柱磷酸铁锂电池。鹏辉能源推出的 40135 型号大圆柱磷酸铁锂电池已收到客户订单，适 用于便携储能、户用储能等多领域。此外，时代联合、中比新能源、华立源和博立威等企 业都在通过做大圆柱电芯尺寸来降低成本，进而满足户用储能电池应用场景需求。
我们预计 2027 年全球大圆柱电池装机量有望达到 429.0GWh，对应总体市场规模将达到 2144.8 亿元，2023-2027 年 CAGR 为 110.7%。测算假设与过程如下： 1. 动力电池需求假设：短期来看，46 系大圆柱电池的需求主要由特斯拉、宝马等车企拉动 增长，按照相关车企对 46 系大圆柱电池的需求规划，我们预计 2027 年全球 46 系大圆柱 电池装机量有望达到 407.3GWh，对应市场规模 2036.6 亿元。 2. 储能电池需求假设：据高工锂电统计，2021 年全球户储电池装机量约 6.4GWh，2022 年全球户储电池装机量约为 25.4GWh，我们预计 2027 年全球户用储能电池装机量可达 240.6GWh。根据目前各企业在大圆柱户储电池领域的布局情况，我们预计到 2027 年大圆 柱电池在全球户用储能领域的渗透率可达到 9%，对应全球大圆柱户储电池装机量为 21.7GWh，2023-2027 年 CAGR 可达 168.0%。 3. 单 GWh 电池价值量假设：三元动力锂电池在 2020 年底价格为 0.9-0.94 元/Wh，我们预 计随着锂电池原材料价格下降及电芯能量密度提升，单 GWh 电池价值量也将逐年下降，到 2027 年高镍三元动力电池的售价有望下降到 0.5 元/Wh；储能锂电池在 2020 年单价为 0.85 元/Wh，我们预计到 2027 年其单价有望下降到 0.5 元/Wh。
