中信证券:4680动力电池优势在哪?结构件市场空间有多大?

中信证券指出,4680电池具备高容量、高倍率、低成本的优点,未来有望成为圆柱动力电池标准型号,预计到2025年对应4680电池结构件市场空间超过37亿元,行业先驱者将享受细分领域增长红利。

动力电池是电动汽车中最昂贵的部件,约占整车成本的三分之一,因此电池技术的更新对整个电动车行业影响巨大。

特斯拉4680电池的面世就曾在业界引起轰动,具体来看4680电池优势在哪?其结构件市场空间有多大?中信证券在最新的报告中进行了详细分析。

中信证券袁健聪在报告中指出,4680电池具备高容量、高倍率、低成本的优点,未来有望成为圆柱动力电池标准型号,预计到2025年对应4680电池结构件市场空间超过37亿元。

纵观4680对整体结构件格局影响,中信认为,圆柱电池占比有望提升,国内方型仍是未来主流电池封装路线,行业先驱者将享受细分领域增长红利。

优势:高容量、高倍率、低成本,具备众多“黑科技”

4680电池指的是直径46mm、高度80mm的圆柱电池,于2020年特斯拉电池日上首次亮相。

根据特斯拉的测算,46mm直径是在圆柱电池对于整车续航里程提升的最优解,并且将带来可观的成本降低。4680电池相比2170电池容量提升5倍、车型续航提升16%、功率提升6倍。

中信证券指出,除尺寸上的变化外,4680电池搭载众多“黑科技”,具备高能量密度、高充放电功率的同时,单kWh成本下降56%:

黑科技一:高镍正极+硅负极,提升能量密度。

黑科技二:全极耳,减少电子流通路径长度,降低内阻,支持大电流快充。

黑科技三:干法电极涂布,降低电芯生产成本。

黑科技四:CTC+结构化电池,降低整车成本。

结构件材料、工艺、结构设计上的变化与升级

当前市场上主流的电芯形状是以宁德时代、比亚迪为代表的方型电池,以及以特斯拉为代表的小圆柱电池,中信指出,4680大圆柱电池的结构件在材料、工艺和构造上有变化和升级。

1、材料:4680动力电池需使用镀镍钢壳,制造门槛比铝壳更高

动力电池结构件主要分为钢壳和铝壳两类。4680大圆柱动力电池结构件使用钢壳,和小圆柱动力电池相同,与方型电池的铝壳不同。

4680在CTC中作为结构化电池,更需要使用机械性能好的钢壳作为结构件,提供支撑。

其次,电池的钢壳需要进行镀镍处理,预镀镍比后镀镍镀层更均匀,而预镀镍钢材比铝材加工性能差,镀镍钢壳制造门槛更高。

2、生产工艺:冲压拉伸仍是4680主流工艺,新型工艺有应用潜力

对于4680电池而言,冲压拉伸依旧是主流生产工艺,但由于4680在尺寸、材料上的变化,设备需要具备更大的冲压力,以及更大的最大拉伸高度,对冲压设备的加工能力要求提升。

DWI新型工艺连续通过不同内径的模具,一次冲压成形。其本质上也是一种冲压拉伸工艺,在大圆柱电池上有应用潜力。

3、结构设计:壳体和盖帽价值量重新分布,壳体单Wh用量提升

4680大圆柱电池结构件与方形电池结构件差别较大,与2170小圆柱电池结构件相近。4680电池结构件和2170电池结构件的基础上主要存在3点变化,一为热电分离,二为新增集流盘,三为壁厚增加。

为了配合全极耳结构,4680电池结构件新增正负极集流盘,使电流传导面积进一步增大,并将极耳与正负极端子连通。其次,壁厚提升,单Wh壳体用量增加35%。

车企、电池厂竞相跟进 预计到2025年对应4680电池结构件市场空间37亿元

从1865到2170再到4680,特斯拉又一次引领圆柱动力电池升级换代。

中信指出,4680 电池有望提升圆柱电池市场占有率,打开圆柱电池市场空间天花板。

在特斯拉提出4680电池后,宁德时代、松下、LGES、三星SDI、亿纬锂能、比克电池、远景动力、国轩高科、蜂巢能源等主流电池厂都在进行46系大圆柱的研发、产品验证、产线建设。根据各家产线建设规划,2023年特斯拉的4680电池已经开始量产。

下一代圆柱电池标品,4680电池2025年需求有望超100GWh,相比2022年增长10倍。特斯拉的4680电池于2022年开始投产,2023年是放量元年,据中信测算2025年4680结构件市场规模约为37亿元。

对整体结构件格局影响有限,细分领域中先驱者享受增长红利 

考虑到圆柱电池结构件与方形电池结构件相对独立,中信认为,圆柱电池占比有望提升,国内方型仍是未来主流电池封装路线。

由于4680大圆柱电池具备高容量、高倍率、低成本优势,部分使用软包和方型的车企正在专利布局和研发大圆柱的车型平台,未来圆柱电池占比有望提升。

但考虑到当前多数车型平台采用方形电池,国内电池厂的产能布局也以方型电池为主,未来国内方型电池仍是主流电池封装路线,方形电池结构件占据结构件市场主要份额。4680电池的出现对于方形电池结构件的竞争格局影响有限。

同时,中信指出,4680电池结构件属于新产品,需求增速快,先驱者享受细分领域增长红利。

4680电池结构件属于一种新产品,需要重新研发、客户验证以及扩建产能。4680电池结构件与现有产品相比,在材料、工艺和结构设计上有变化和升级,因此需要重新研发。

具备2170结构件相关设计、生产经验的企业,能率先在生产工艺上完成突破。DWI技术在大圆柱电池结构件上有应用潜力。

本文主要摘取自中信证券《4680 动力电池结构件:空间、工艺、格局与投资机会》

分析师 

袁健聪  S1010517080005

黄耀庭  S1010521060003

胡叶倩雯 S1010517100004

李鹞    S1010521070005

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