近期，业界围绕特斯拉等车企在研发和宣传的4680为代表的大圆柱电池讨论较多，理论上讲，大圆柱电池确实可以比较有效的降低电芯成本并且提升能量密度。如果以4680为代表的大圆柱电池推广成功，预计高镍、含硅负极等新技术推广会加速，其封装工艺、极耳工艺也会有变化。
摘要
4680理论上确实可以提升性能并减低成本。理论上看，4680/4695等大尺寸圆柱电池，确实可以有效降低壳体在单位电池容量上的占比，其结构件、焊接数量也显著减少，生产组装效率也更高，这都最终将体现为电池重量能量密度提升与成本的下降。同时，特斯拉采用无极耳技术有望有效降低内阻，能一定解决其散热问题。
大圆柱电池的推广可能促进相关新技术应用。特斯拉与欧系车企可能也都会考虑在新车型中逐步采用大圆柱电池，随着大圆柱电池的应用，预计高镍的发展会加快，含硅负极材料使用比例也会提升；而其外壳制造工艺、极耳焊接等环节可能也会相应的进步与变化。
工艺创新和材料创新一起推动锂电创新加快。大圆柱电池、刀片电池、干法制备电极、无极耳焊接，都是工艺体系的变化。近几年，锂电池的工艺创新出现的更多，已经成为未来锂电技术进步与迭代的重要构成。
结论：继续推荐在储备大圆柱的电池公司：宁德时代、亿纬锂能；
继续推荐或关注受益的高镍、含硅负极、FSI等公司：璞泰来、天赐材料、中国宝安、容百科技、当升科技、中伟股份等；
关注与装备制成相关的公司，斯莱克（机械覆盖），海目星（机械覆盖）。
风险提示：大圆柱安全性稳定没有充分解决，供应链不够导致使用与普及低于预期，供应链瓶颈导致电动车短期需求低于预期。
一、无极耳4680电池（大圆柱电池）优势比较明显
1.1大圆柱电池能量密度、成本优势突出
大圆柱电池成本更优，能量更高。随着圆柱电池外径的增大，电池的生产成本将逐步降低，这主要是由于电池结构件、焊接数量和电解液减少，4680电池相比2170电池成本下降了82%。同时，随着圆柱电池外径的增大，电池能量也有显著提升，从最初的1865电池到2170电池，能量提升了50%，而从2170电池到4680电池，能量提升了5倍。
大圆柱电池往往拥有更高的能量密度。4680电池与2170电池结构类似，都由内部储能材料和电池外壳组成。随着电池外径的增加，电池外壳的质量增加不明显，其在电池中的质量占比逐渐下降。也就是说，电池内部活性物质的质量占比随着电池外径的增加而增加，从而提升电池能量密度。
1.2 无极耳技术可改善大圆柱电池性能
无/全极耳电池生产工艺和结构简化、电子路径缩短。传统的圆柱电池有极耳与正极、负极相连，将极耳作为充放电时的接触点。极耳在电池中占有一定体积，不是电池储能的关键结构，特斯拉4680无极耳电池则改变极耳结构，直接利用整个集流体尾部作为极耳，并通过盖板结构设计增大极耳传导面积及其连接处的连接面积、缩短极耳传导距离。
无极耳电池减少了电池内阻，保障了4680电池的充电速率。电池在充电过程中会生热，生热导致电池内阻增大，从而进一步导致电池生热，降低充电效率并可能引发安全问题，随着电池体积的增大，效率和安全问题越严重。而采用无极耳设计可以减少电池电子路径，降低电池内阻，从而减少电池在充电过程中生热，以保障电池充电速率和安全性。
1.3 大圆柱电池综合性能优异
电池设计是特斯拉降本措施的重要一环，取得了多方面收益。特斯拉将电池设计、电池工厂、正极材料、负极材料和电池包集成作为实现降本目标的五大举措，通过将2170电池升级为无极耳4680电池，特斯拉新能源车的续航里程增加了16%，单位生产成本减少了14%，单位投资额减少了7%。
1.4 大圆柱电池有望逐步获得应用
仍有较多的技术问题需要解决：由于大圆柱电池尺寸大，电芯内部的发热可能是一个比较大的问题，目前的无极耳/全极耳技术增大了极耳接触面，能一定程度环节散热，但其内部的散热仍然还是业界比较关注的问题。
同时，需要进一步确保大电池的一致性。此外，还需要在整车系统的角度，设计面对热失控风险的系统性应对方案。
大圆柱正在开始得到应用。特斯拉在2020年下半年就高调披露了大圆柱电池的方案，并在2021年7月份投资者交流中描述了其4680大圆柱电池的应用时间。
此外，根据业界信息，德系车系也开始研发和跟踪类似的大圆柱电池，例如宝马的Gen6可能会4695型大圆柱电池，参见：http://www.thelec.net/news/articleView.html?idxno=2652
国内企业也已经开始储备。除松下、LGC、三星已经开始相应储备和投入之外，据公开信息与产业反馈，国内宁德时代、亿纬锂能、比克等公司也已较早开始车规级大圆柱电池的研发试制与工艺优化。
二、锂电正在迎来一轮创新的加速，工艺变化是其中的重要构成
2.1 刀片电池开始大规模应用
比亚迪刀片电池大规模推广。比亚迪刀片电池本质是CTP方案的一种形式，区别于宁德时代的方案，比亚迪条形电池方案重点在于对电芯长度的改进。根据相关专利说明，比亚迪条片电池包长度更长，体积能量密度提升20%以上，成本有望下降10-15%。目前比亚迪在其铁锂车型上已经开始大规模应用刀片电池，同时在DMI车型中已经使用软包刀片电池，未来随着技术进步可能在纯电车型中加快软包刀片电池的应用和推广。
2.2 干法制备电极的工艺可能逐步应用
干法电极介绍。在传统电池制造中，将混有粘接剂的溶剂与正极或负极粉末混合，并将混合后的浆料涂在电极集流体上。干法电极技术对原有电池电极的改变主要在于生产工艺和设备改造。
在干电极技术下，首先将正负极粉末、粘合剂（一般采用PTFE）和导电添加剂组成干粉末混合物，再将粉末混合物挤出压延以形成连续的自支撑干涂层电极膜，最后将薄涂层与集流体压合在一起形成电池极片，这三个步骤都没有溶剂。
干法电极性能简析。相比湿法工艺更为简单，具备一些突出的优势：
1） 理论上干法制备的极片，韧性好、密度大、容量高、容量保持性能更好导致循环寿命长；
2） 不需要使用有毒且需要复杂回收体系的NMP溶剂（如果干法用于正极则省掉NMP，负极不需要用水剂）；
3） 省去昂贵的涂覆设备和耗时耗能高的烘烤设备。
根据发布于自然杂志的一篇论文测算，相比湿法工艺，当每年电池组产量达到10万个时，干法工艺下每年人工劳动时间、场地面积均将下降13-16%。随着技术与工艺的进步，干法电极制备技术有希望应用到下一代的锂电池生产中。
2.3易拉罐式生产工艺也有望逐步应用到电池结构件制备
易拉罐与圆柱电池壳在生产尺寸上相似度较高。以可口可乐330ml为代表，46800的直径与高度之比与之类似，并且可口可乐壁厚小于圆柱电池，其生产工艺有助于降低圆柱电池壁厚。同时对比特斯拉46800的生产线和可口可乐生产线，产线布置相似。
斯莱克正在进行锂电领域的尝试。斯莱克作为亚洲唯一拥有成熟技术的高速易拉罐、盖生产设备供应商，其设备的技术性能和整体水平目前已经达到较高水准。其核心技术之一的超薄金属成型技术和自动化技术，经过2-3年的持续投入研发，可将现有制罐技术应用于新能源电池壳生产线的制造中，在国内属于独创。公司凭借在易拉罐生产上丰富的技术积累、先进的模具设备和大批量自动化生产线，在电池壳生产效率上领先于国产冲压设备和进口旭精机，自动化生产线生产速度可以达到1200只/min，产品一致性优异，具有人力成本和材料成本优势。虽然自动化产线在初期产线成本投入量较大，但考虑设备折旧和单只产品分摊问题，大批量自动化产线仍在产品成本上具有优势。
2018年与结构件厂商盛达电源和合肥力翔分别成立了新乡盛达和安徽斯翔合资公司，并向合资公司提供生产设备，由合资公司向动力电池企业提供产品。经过2-3年的积累，公司年报披露收到宁德时代的新产品样品订单，电池壳样品为圆柱铝壳，目前正处于验证测试阶段，后期有望进入宁德时代供应商行列。此外，公司在对方形电池壳产线进行积极的研发，未来也有望取得进展和突破。
投资建议
继续推荐在储备大圆柱的电池公司，宁德时代、亿纬锂能；
继续推荐或关注受益的高镍、含硅负极、FSI等公司：璞泰来、天赐材料、中国宝安、容百科技、当升科技、中伟股份；
关注与装备制成相关的公司，斯莱克（机械覆盖，一体式壳加工）、海目星（机械覆盖，极耳焊接）。
风险提示
1、大圆柱安全性稳定没有充分解决：46800电池单体容量更大，同时可能会在部分生产环节采用新的工艺和材料，安全性需要得到充分实践验证才可能大规模商用化。
2、供应链完善导致使用与普及低于预期：46800电池目前没有进入大批量量产，同时工艺和材料体系也具备较多创新，全球头部电池和材料企业均在布局研发，供应链还在完善的过程中，可能存在供应链不够完善导致应用低于预期。
3、供应链瓶颈导致电动车短期需求低于预期：上半年六氟磷酸铁锂、VC添加剂等上游精细化工环节产能瓶颈，以及芯片供应影响锂电池进而电动车整车出货，近期博世ESP系统供应受限，可能对近期终端销售带来不利影响。
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分析师承诺
负责本研究报告的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。
◾游家训：浙江大学硕士，曾就职于国家电网公司上海市电力公司、中银国际证券，2015 年加入招商证券，现为招商证券电气设备新能源行业首席分析师。
◾刘荣：招商证券机械行业首席分析师。7次上榜《新财富》机械行业最佳分析师，连续两年第一名,三年第二名，两年第五名。连续5年上榜水晶球卖方机械行业最佳分析师，连续三年第一名。
◾刘珺涵：美国克拉克大学硕士，曾就职于台湾元大证券，2017年加入招商证券，覆盖新能源汽车中游产业。
◾刘巍：德国斯图加特大学车辆工程硕士，曾就职于保时捷汽车，沙利文咨询公司，2020年加入招商证券，覆盖新能源车产业链、工控自动化。
投资评级定义
◾公司短期评级
以报告日起6个月内，公司股价相对同期市场基准（沪深300指数）的表现为标准：
强烈推荐：公司股价涨幅超基准指数20%以上
审慎推荐：公司股价涨幅超基准指数5-20%之间
中性： 公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间
回避： 公司股价表现弱于基准指数5%以上
◾公司长期评级
A：公司长期竞争力高于行业平均水平
B：公司长期竞争力与行业平均水平一致
C：公司长期竞争力低于行业平均水平
◾行业投资评级
以报告日起6个月内，行业指数相对于同期市场基准（沪深300指数）的表现为标准：
推荐：行业基本面向好，行业指数将跑赢基准指数
中性：行业基本面稳定，行业指数跟随基准指数
回避：行业基本面向淡，行业指数将跑输基准指数
重要声明
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