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Mass Production Turning Point: Industry Research on Large Cylindrical BatteriesTime：2023-09-08 主流的锂电池产品根据封装方式主要分为方形、软包、圆柱电池三类，其中方形电池长期占据市场主导地位，而自特斯拉于2020年9月份发布4680大圆柱电池后，包括宁德时代、亿纬锂能、远景动力、国轩高科等众多国内电池厂纷纷入局，大张旗鼓地在大圆柱电池领域进行技术和产能布局。目前，在头部车企中，特斯拉和宝马已明确将大圆柱电池视为未来主要技术方向。
本周的推文中，我们将从市场规模、圆柱电池分类、参与者、应用场景等方面简单为读者概述圆柱电池的发展情况。
圆柱电池蛰伏已久，随大圆柱产业化进程受到重视由于单体容量相对有限，圆柱电池主要作为动力电池面向新能源汽车供电，在储能领域则主要应用于户用储能和便携式储能市场中。长期以来，圆柱电池的市场占比并不高，且存在下滑趋势，2022年上半年占比全球动力电池市场仅14%（全年占比16%）。
而转向国内市场，方形电池也长期主导着最大份额占比。且预计主导市场的格局仍会持续高工产研锂电研究所（GGII）点评道，尽管特斯拉掀起了“4680大圆柱电池”示范应用浪潮，带动圆柱电池在新能源汽车领域应用占比有所上升，但圆柱电池仍难以成为国内市场的主流，未来几年方形结构件市场份额仍会维持在八成以上。
2022年全年我国动力电池中，方形电池装机241GWh，同比增长99%，占比约92%；圆柱电池装机7GWh，仅占比3%。
不过但随着大圆柱电池的量产和装车，上述情况有望得到根本改变。亿纬锂能董事长刘金成表示，“大圆柱电池成为行业的王者，已经初露曙光。” 比克电池副总裁樊文光今年4月也表示，“大圆柱电池的量产，已进入到黎明前的攻坚阶段。”
大圆柱电池逐渐起量圆柱电池又可分为小圆柱和大圆柱两大类，前者是成熟产品，后者则刚推向市场不久。小圆柱电池的主流为18650（直径18mm、高度65mm）和21700圆柱电池（直径21mm、高度70mm）等；而大圆柱电池顾名思义，体积更大，如由特斯拉在2020年最先发布的46800圆柱电池（直径46mm、高度80mm）。
据马斯克于2020年公开发布的介绍，46800电池相较于 21700而言，使得电池单体能量密度提升5倍，成本降低14%，而搭载该电池的电动汽车续航里程提高 16%。未来，随着电池材料和汽车设计的改进，将使续航里程净增加56%，生产成本下降54%。
截至2023年4月，国内外布局大圆柱电池企业超50家，其中GWh级别产能规划企业超15家，全球大圆柱电池产能规划合计已超350GWh。在此罗列部分头部企业于大圆柱电池领域目前已公布的产能规划，如下图所示。
动力电池领域头部企业比克电池副总裁樊文光表示，作为未来5-10年内中高端电动车的最优解和电动汽车渗透率的突破口，2025年中国大圆柱电芯市占率将超过30%，即约480GWh，超过2021年全球总需求量。大圆柱之 “大” 并不只在于电池尺寸，更在于前景与挑战。
同时，2023-2024年圆柱电池在储能领域也将逐渐起量。如亿纬锂能2022年12月公告计划募资70亿元，用于23GWh的圆柱磷酸铁锂储能目、21GWh的大圆柱乘用车项目，圆柱电池在动力及储能领域都已引起重视。
大圆柱电池在储能领域也将得到更深入应用储能电池Pack由电芯组成，电芯很大程度上决定了储能系统的安全、效率和成本，按容量划分，主要有50Ah、100Ah、150Ah、200Ah、280Ah等型号。我们将目前的主流电芯规格及对应场景作出汇总如下图。
目前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，因此大圆柱电池优势明显。亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、正力新能、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电池产品。26系、3X系、40系、46系、60系大圆柱电池正开始频频进入储能领域。具体而言，26系、3X系切入便携式储能；40、46系切入户用储能；60系进入工商业储能。
除大圆柱电池在动力电池及储能电芯都开始进一步得到广泛应用外，小圆柱电池在电动自行车电池、无绳化电动工具及扫地机器人、洗地机这样的细分领域都开始得到进一步的应用。
大圆柱电池市场空间巨大，头部企业频频入局据券商数据，大圆柱电池自2022年全球4.7GWh需求量将发展至2026年的237.5GWh需求量，其中依然以动力电池装机为主。预计2026年全球大圆柱动力电池装机量将增长至226.2GWh，同年全球户储大圆柱电池需求量也将增长至11.2GWh。
我国大圆柱电池的主要市场也为动力电池，2026年我国圆柱动力电池装机量将达78.9GWh，其中大圆柱电池的渗透率也将逐步提升至45%。2026年我国大圆柱动力电池装机量将达到35.5GWh。
由于圆柱电池产业近年发展迅速，市场格局仍存在变数，我们总结2021年及2022年圆柱电池行业市场格局如下。
大圆柱电池引起各新老玩家是事实，行业逐渐受到关注和看好，但难以量产的难题也无法回避：大圆柱电池实现规模量产需达到90%以上的良率，通常锂电池制造需达95%以上的良率量产才具经济性。Tesla motors clubs去年流出的信息显示，2022年1月特斯拉佛里蒙特工厂生产的4680电芯的平均良品率为92%。此外，国内部分布局4680的电池企业目前还处于50%良率附近的水平。
亿纬锂能坦言：“现在大圆柱根本是要解决制造的问题，而不是研发的问题。”作为储能行业的参与者一员，我们也将持续关注包括电池在内各环节的最新动向，拓展视野，探索新机。
参考资料： [1] 锂电行业大圆柱电池专题研究报告，未来智库 [2] 又一百亿级工厂官宣，特斯拉和宝马押注的大圆柱电池能成王者吗？，界面新闻 [3] SNE Research及GGII关于圆柱电池市场占比数据 [4] 产能超350GWh 大圆柱规模化量产倒计时，高工锂电 [5] 深度｜大圆柱电池的战争！，24潮 [6] 比亚迪入局！大圆柱电池市场又添重磅玩家，北极星电池网 [7] 大圆柱电池加速“渗透”储能，高工观察 [8] 新能源圆柱电池 头豹词条报告系列，头豹研究院
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