新能源圆柱电池 头豹词条报告系列

Leadleo.com 客服电话：400-072-5588 新能源圆柱电池头豹词条报告系列 戎 戎艺 2023-07-20未经平台授权，禁止转载版权有问题？点此投诉 制造业/化学原料和化学制品制造业/合成材料制造 综合及概念/新能源汽车/电池 工业制品/工业制造 行业： 行业定义 新能源圆柱电池是指电芯由正极材料（钴酸镍或锰酸锌）… 行业分类 圆柱电池按使用材料划分，可分为钴酸锂、锰酸锂、磷铁… 行业特征 新能源圆柱电池行业竞争环境激烈主要分为两大梯队，第… 发展历程 新能源圆柱电池行业目前已达到3个阶段 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 行业规模 新能源圆柱行业规模测算时间范围为2021-2027年，基准… 数据图表 政策梳理 新能源圆柱电池行业相关政策5篇 竞争格局 目前，新能源圆柱电池行业的竞争格局是以特斯拉为首，… 数据图表 摘要新能源圆柱形电池圆柱电池是具有体积小、容量大，安全性高，续航时间长、快充性强，工作温度范围广，对环境友好等优点的新兴电池种类。产业链分为上中下游，上游电池原材料包括正极材料、负极材料、导电剂、电解液、结构件和预镀镍，生产设备包括卷绕设备、焊接设备和激光设备；中游是大圆柱电池的生产，下游包含动力领域和储能领域。2020年，新能源圆柱电池行业规模为3.94亿元，份额较小；2022年以191.53的增长率上升到11.5亿元，上升势头较猛，但仍不及方形电池；未来，圆柱电池将继续稳定且快速地扩展行业规模，到2027年，预计上升至214.5亿元，逐步超越方形电池。总体来看，随着新能源汽车和户储电池需求量持续增大，新能源圆柱行业发展前景乐观向好。目前，新能源圆柱电池行业的竞争格局是以特斯拉为首，包括宁德时代、亿纬锂能和比亚迪形成第一梯队，是行业的龙头企业，占一大半的市场份额，引领着全行业的发展与动向。爱尔集、比克、松下形成第二梯队，同样占有一席之地，远景能源、蔚来、国轩高科等形成第三梯队，起步较晚，目前主要市场在中国，并处于加速布局阶段。 新能源圆柱电池行业定义[1] 新能源圆柱电池是指电芯由正极材料（钴酸镍或锰酸锌）、隔膜纸及电解液组成；外壳采用铝塑复合管材制成的以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主的新型锂电池。圆柱电池具有体积小、容量大、安全性高、续航时间长、快充 性强、工作温度范围广、对环境友好等特点；同时，新能源圆柱电池也有重量相对较大，能量密度也有所不足的缺点。目前新能源圆柱电池主要应用于新能源汽车的生产。 [1]1：电子发烧友网 新能源圆柱电池行业分类[2] 圆柱电池按使用材料划分，可分为钴酸锂、锰酸锂、磷铁酸锂、三元等不同体系，外壳分为钢壳和聚合物两种；按型号和规格，分为18650、21700、26650、4680等。 按照型号和规格 18650电池 18650电池是一种直径为18mm、高度为65mm的锂离子电池，它最大的特点是拥有非常高的能量密度，几乎达到170瓦时/千克，因此这种电池是性价比较好的电池，我们平时经常看见的多数是这种电池，因为它是比较成熟的锂离子电池，各方面系统质量稳定性较好，广泛适用于10千瓦时左右的电池容量场合。 新能源圆柱电池分类 21700电池 21700电池是一种直径为21mm、高度为70mm的锂离子电池，因为它的体积增大，空间利用率较大，电芯单体以及系统能量密度可得到提升，它的体积能量密度远高于18650型电池，广泛用于数码、电动汽车、平衡车、太阳能能锂离子电池路灯、LED灯、电动工具等。生产这种电池厂家主要有Tesla、三星、松下、比克、猛狮新能源等。 26650电池 26650电池是一种直径为26mm、高度为65mm的锂离子电池，标称电压3.2V、标称容量3200mAh，这种电池用具有较大容量、一致性等特点，已逐步成为代替18650电池趋势，在动力锂电池方面很多产品也将逐步青睐于此。 4680大电池 4680电池是一种直径为46mm、高度为80m的锂电子电池，由特斯拉推出。相较于21700电池，该电池在性能上实现大幅提升——电芯容量提升5倍，功率提升6倍，电动汽车续航里程提升16%。 [2]1：http://www.zgleng… 2：https://baijiahao.b… 3：超级汽车网，全国能源… 新能源圆柱电池行业特征[3] 新能源圆柱电池行业竞争环境激烈主要分为两大梯队，第一梯队以车企为主，第二梯队为电池厂商中的龙头企业，电池原材料成本持续降低，利润空间大，产能速度小于预期，供给需求不均衡。 1竞争环境激烈： 新能源大圆柱电池主要分为两大梯队，第一梯队以车企为主，特斯拉领跑，第二梯队为电池厂商中的龙头企业，如宁德时代、亿纬锂能、LG新能源等。 车企方面，特斯拉提出，宝马跟进，保时捷、江淮、东风岚图等多家主流车企也在布局。电池厂方面，国内外主流企业均在布局。已经有宁德时代、亿纬锂能、LG新能源、松下电池、三星SDI、远景动力、比克电池、国轩高科、蜂巢能源等多家头部企业，另外，根据比亚迪此前公布的专利信息，电池中国推测其貌似也已经在研发“大圆柱”电池。目前，在46系列大圆柱方面，全球范围内仅特斯拉和松下基本实现车用大圆柱的早期批量化生产，其他企业尚在研发阶段。 [4 2行业毛利率大： 46系大圆柱电池成本持续降低，利润空间持续扩大。 厂商通过采用无钴正极材料（NMx）、硅碳负极材料及离子聚合物涂覆技术、整车电池一体化及干电极生产极片技术等，共同推动电池度电成本从110-120美元下降到48-53美元，降幅为56%。参考松下、LGES、三星SDI在美产线投资成本，单GWh产线的设备投资额从1.09-1.33亿美元下降到0.34-0.42亿美元，降幅为69%。参考亿纬锂能发布公告数据，结合各单价假设条件，初步得到以NCM811/Gr时，电池正极材料和负极材料成本分别为0.271、0.060元/Wh，当更换为超高镍Ni90正极和硅碳负极Gr-SiOx时，正极材料和负极材料成本分别降低为0.242、0.057元/Wh，分别降低11%、6%。假定其他条件不变时，正负极材料成本下降导致电池原材料成本由原来的0.521元/Wh下降到0.489元/Wh，降幅6%。正极降本 方面，一是材料本身成本低，9系高镍正极中钴含量低，后续价格比8系成本低；二是能量密度更高，9系镍含量比8系更高，导致能量密度更高，所以单Wh电池的正极材料用量减少。负极降本方面，随着硅碳负极工艺技术不断成熟，生产成本不断下降。 3供给需求不平衡： 产能速度远未达预期，供给需求不均衡。 启动期1997~2006 1997年全球首款混动汽车丰田HEV普锐斯上市，搭载松下圆柱镍氢电池。 是圆柱形电池与汽车行业首次结合。 高速发展期2008~2022 2008年特斯拉Roadster上市，搭载松下生产的近7000颗圆柱电池；2015年，特斯拉与松下联合推 出21700圆柱电池并搭载于Model3中；2020年9月，特斯拉正式发布4680大圆柱电池；2022年特 斯拉生产100万块4680电池，并应用于ModelY车型。 截至2023年4月，国内外布局大圆柱电池企业超50家，其中达GWh级别产能规划的企业超15家，全球大圆柱电池产能规划合计超350GWh。需求方面，GGII预计，到2025年，全球4系大圆柱动力电池需求量有望超150GWh。供给方面，根据此前的规划，特斯拉弗里蒙特工厂的4680电池年生产能力将达到10GWh，大概可以满足15万辆电动汽车的需求，但根据特斯拉最新公布的产能进度推算，该工厂的年产能只能满足4.8万辆电动汽车的需求。目前46系列大圆柱电池的工艺难点还是在全极耳技术，有较高的技术壁垒，尤其分切、注液、揉平和激光焊接等环节容易产生金属碎屑、焊渣、以及出现极耳一致性差等问题，从而使得大圆柱电池的良品率还相对较低。另外，下游车企验证46系列大圆柱产品也需要一定的时间，除特斯拉批量使用之外，奔驰、宝马等企业仍都处于验证阶段。 [3]1：http://www.clii.co… 2：http://www.clii.co… 3：中国电池产业研究院 [4]1：平安证券，亿纬锂能，… 新能源圆柱电池发展历程[5] 萌芽期1991~1996 1991年索尼公司发明全球首款商业化锂电池-18650圆柱电池，开启锂电池商业化进程。 圆柱形电池是新能源圆柱形电池最早的封装形式。 新能源圆柱电池行业的发展经历萌芽期、启动期和高速发展期三个阶段，目前正处于高速发展期。圆柱电池1991年首次实现生产，2008年首次应用于电动汽车，出现里程碑式跨越，在这之后，随着研究的不断深入，新材料、新技术的发现，生产水平逐步成熟，成本实现进一步优化，未来新能源圆柱电池的市场份额将逐渐上升。 开创电动汽车应用圆柱电池的先河。21700圆柱电池采用NCA+少量掺硅负极方案，单体容量较18650电池提升约50%。4680大圆柱电池单体容量较21700电池提升5倍，并且成本实现进一步优化，标志着大圆柱电池技术的进一步成熟。 [5]1：国信证券，中国汽车和… 新能源圆柱电池产业链分析[6] 产业链上游环节是材料厂和设备厂，中游环节是大圆柱电池的生产，下游环节是动力和储能领域方面的应用。 4680大圆柱电池的普及和应用，对产业链上、中、下游三个不同环节带来了不同程度影响。上游高镍正 极、硅基负极、电解液LiFSI、导电剂单壁碳管纳米、预镀镍等材料取代了一般电池原料，相应的拥有先进配套技术材料和设备厂商，将从中受益；中游如特斯拉、比亚迪、宁德时代、亿纬锂能等龙头中高端电动车产业和电池产业受益，下游动力领域和储能领域同时获益，源于当前人们对于电动汽车和户用储能电池的高需求，由此带动了整个产业链的加速升级。建立上下中下游三个环节快速连接、同步升级是加快新能源圆柱电池行业高速度、高 质量发展的关键因素。 生产制造端 材料厂 上游厂商 查看全部 贝特瑞新材料集团股份有限公司 当升科技（常州）新材料有限公司 江苏龙蟠科技股份有限公司 产业链上游说明 材料厂种类繁多，包含正极材料、负极材料、导电剂、电解液、结构件和预镀镍。①4680电池正极偏向使用高镍材料，镍矿需求一定程度上提高。龙蟠科技是中国高镍正极龙头，2022年市占率超33%，高镍低钴、超高镍等先进产品出货量已超千吨。当升科技高镍、超高镍产品已向欧美著名电池厂及车厂批量出货，Ni93产品通过多家电池厂测试。②负极硅基化：圆柱更适合用硅负极，其各向同性的特点使得圆柱电池更耐膨胀。贝特瑞硅负极年产能达到5000吨，在建4万吨；璞泰来前期研发布局的硅基负极产品已获得客户认可，2023年5月公告投资22亿元建设年产1.2万吨硅基负极产线。③ 上 产业链上游[7 中 导电剂：高镍正极和硅基负极带动碳纳米管（CNT）需求，碳纳米管（特别是单壁碳纳米管）是两极的理想导电剂之一。中国天奈科技行业领先、2022年市占率达到40.3%。④电解液：新型锂盐LiFSI更加契合大圆柱电池高电压、高倍率的特点，用量将稳步提升。LiFSI企业产能加速扩张，有望加快渗透率提升。⑤结构件：圆柱电池结构件主要包括：壳体、顶盖等，其中顶盖则由防爆片、密封圈、连接片、钢帽等组成。大圆柱电池的结构件强度、抗拉要求更高，结构复杂度高且精密度要求高，提升行业壁垒。龙头企业产能加速建设抢占市场份额，市场集中度高。⑥预镀镍：预镀镍能够优化电池壳体性能，高端大圆柱电池材料要求高，有望加速预镀镍渗透。 生产制造端 设备厂 上游厂商 查看全部 深圳市杰普特光电股份有限公司 大族激光科技产业集团股份有限公司 深圳市赢合科技股份有限公司 产业链上游说明 设备厂主要有三个环节：卷绕设备、焊接设备和激光设备。大圆柱电池带动设备厂产品与工业的升级。其中，大圆柱电池从传统两个极耳的点焊转变为全极耳与集流盘面焊，卷绕环节进一步简化，但焊接工序和焊接量都变多，激光强度和焦距不容易控制，容易造成虚焊或者温度过高损伤