大圆柱电池推动技术升级，产业化持续加速
圆柱电池技术成熟、一致性高，海外市场应用广泛
按照封装形式来划分，锂电池可以分为方形、圆柱与软包三种形态。1）方形电池：多采用卷绕或叠片工艺制造，封装材料采用方形铝壳或钢壳制得的电池。方形电池具有强度高、内阻小、寿命长、空间利用率高等优点；但其生产工艺难以统一、且散热难度大。2）软包电池：使用铝塑膜作为封装材料的聚合物锂电池。软包电池具有形状灵活、能量密度高、安全性高等优势；但其制造难度较大、一致性相对较低。3）圆柱电池：多采用圆柱钢壳来进行封装的电池。圆柱电池起步较早、技术成熟度高、成本低、产品一致性高；但其能量密度较低、产品的成组效率较低。
圆柱电池由索尼公司发明，早期应用于消费电池，特斯拉将其在电动车领域普及。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。早期圆柱电池多用于笔记本电脑等消费类产品。2008年，特斯拉Roadster上市，搭载松下生产的近7000颗圆柱电池，开创电动汽车应用圆柱电池的先河。2017年，特斯拉与松下联合推出21700圆柱电池并搭载于Model3中，该电池采用NCA+少量掺硅负极方案，单体容量较18650电池提升约50%。2020年9月，特斯拉正式发布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。
圆柱电池在海外电动车市场应用广泛。国内宁德时代、比亚迪等企业长期以方形电池作为主要路线，2022年圆柱电池在国内装机占比仅为3.4%。海外市场松下坚持圆柱电池路线，韩国三星SDI、LG新能源在圆柱电池方面也具备连贯成熟的技术布局。车企方面，特斯拉、Rivian、捷豹路虎等海外车企均搭载圆柱电池。2020年全球动力电池中圆柱电池需求占比达到23%，同期国内市场中圆柱占比仅为13%。
圆柱电池持续呈现大型化趋势。圆柱电池先后进行了直径18mm、21mm再到现在46mm的持续升级。大
圆柱电池优势在于：1）电芯用量减少、BMS控制难度降低。2）能量密度与成组效率提升：电池直径增加使得电池支架板和集流片孔径增大、重量减轻，并且电池包内结构件用量减少，能量密度与成组效率有望提升。3）倍率性能提升：全极耳设计缩短电子传输路径、提高传输速度，降低内阻、提高快充性能。4）低成本：在高能量密度材料与结构件用量减少推动下， 据特斯拉发布会数据，4680电池组层面单Wh成本较21700电池能够降低14%。
直径46mm左右的尺寸设计是当前兼顾性能与经济性的优先方案之一。尺寸的持续增大会提高电池的安全性、循环寿命风险。从直径46mm开始，整车的续航开始下降，同时降本的边际效益递减，因此从电池包的整体性能和成本两方面衡量，46mm直径的圆柱电池是当前工艺水平下兼顾性能与经济性的优先方案之一。从高度上而言，46大圆柱电池具有80/95/120mm等多种设计。由于高度变化不影响圆柱电芯的径向散热，故而电池企业会根据客户需要灵活设计产品。大圆柱电池在设计与工艺实现全面升级
大圆柱电池采用全极耳技术提升快充性能、增大散热面积。极耳是从圆柱电芯中将正负极引出的金属导电体，主要成分为铝和铜，是电池充放电的接触点。全极耳技术是将电子的传输路径从沿极耳到集流盘的横向传输变为集流体纵向传输。全极耳技术优势在于：1）提高安全性：电子流通路径缩短，电池发热量有望明显下降。同时全极耳设计增大了极耳端面的散热面积，增强电池的热稳定性。2）提升倍率性能：全极耳设计降低电池内阻，提高电子流动速度，提高快充性能。特斯拉提出干电极技术，简化工 艺、降低成本。干电极技术是指将PTFE（聚四氟乙烯）粘合剂与正极/负极活性材料混合，再通过喷涂或者高温挤压等方式形成材料带，然后将电极材料带层压到集流体上形成电极。干电极技术优势在于：1）简化工艺：省却了传统湿法工艺中将具有粘合剂的溶剂与正极/负极粉末混合后，将浆料涂在集流
体上干燥的环节。2）降低成本：节省了溶剂的原料成本与溶剂使用、蒸发、回收的设备成本。3）电极性能好：粘合剂以纤维状存在，使得电极活性物质与导电剂颗粒接触更为紧密，电极的导电性好、容量高、充放电速度快。4）兼容负极补锂工艺：干电极技术无需使用有机溶剂，因而负极补锂时可以直接使用锂粉，以此优化首效低的问题。
大圆柱电池生产流程主要包括：电极制备、电芯卷绕、组装、注液、化成、分选等几大工序。大圆柱电池与21700电池生产工艺差别之处主要在于：极耳模切与揉平、集流盘焊接等工序。而大圆柱电池中的工艺改变对于良率和生产效率提出挑战：1）涂布环节：全极耳电池涂布时，正极需要给全极耳留白，对涂布机的一致性以及连续涂布要求更高。2）极耳揉平：大圆柱电池采用全极耳设计，需要对极片的留白激光模切。而后将电芯卷绕后，对极耳进行揉平。极耳揉平是
为了平整端部，以防划伤电池壳内壁。极耳在揉平过程中容易产生金属碎屑，会导致电芯自放电、甚至发生内短路；另若揉平后端面较为致密，电解液则难以进入电芯内部。3）集流盘焊接：将揉平后的正极/负极极耳与各自的集流盘相焊接。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，焊接工序和焊接量都变多，激光强度和焦距不容易控制，容易造虚焊或者温度过高损伤隔膜等问题。
电池包结构设计方面，部分大圆柱电池采用CTC（电芯集成到汽车底盘）设计。圆柱电池壳体可提供一定的结构刚性，因而能够在受到外部冲击后更好防止形变影响电芯内部结构，与CTC设计具有更高契合度。特斯拉取消了大圆柱电池阵列的电池盖板，电池上表面零件与车身结构连接集成而后发挥了座椅固定及车身横梁的功能，进而提高了空间利用率。根据特斯拉研究，采用CTC与一体化压铸技术后，电池单Wh成本能够下降7%左右。
动力市场率先应用，储能场景打开发展空间
电动车渗透率稳步提升，储能迎来爆发式增长
全球新能源车市场在政策、供给、需求推动下仍有望保持可观增速。1）政策：全球新能源车产业进入内生式蓬勃发展阶段，各国加大配套基础设施建设，同时美国、欧洲部分国家仍对电动车产业提供极具吸引力的补贴政策，促进新能源车渗透率稳步提升。2）供给：国内外车企持续加大研发投入，产品力不断提升，新能源车型持续丰富。需求：我们预计2023年全球新能源车销量有望达到1383万辆，同比+27%；其中中国/欧洲/美国销量分别有望达到863/295/163万辆，
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