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100031[Table_Title]
动力电池结构创新百家争鸣
[Table_ReportDate] 2022年8月17日[Table_Sum
[Table_Summary]比亚迪刀片电池
➢电芯制作工艺双管齐下，叠片卷绕各有利弊。电芯被认为是动力电池的“心脏”，在电池内部电解液工作时起到承上启下的作用。当前电芯
制作工艺主要包括叠片工艺和卷绕工艺两类，叠片工艺内部空间利用
充分，容量密度以及能量密度较高，设计灵活，但易出现虚焊等问题；
卷绕工艺则生产控制相对简单，内阻较高，但制作过程受限，形状单
一，散热效果较差。
➢动力电池结构创新百家争鸣，齐头并进。自2019年动力电池结构创新元年以来，各动力电池企业以及各大车企积极探索动力电池结构创新，百家争鸣。1）宁德时代主推CTP技术，当前最前端技术为CTP 3.0
麒麟电池，设计多功能弹性夹层、底部空间共享方案，采取全球首创电
芯大面冷却技术，性能卓越；2）特斯拉核心产品为4680电池，具有
大电芯、无极耳和干电池三大工艺特征，与CTC技术相辅相成；3）
比亚迪推出具备“6S”理念的刀片电池，并以此为基础推出具有成“电
池上盖-电芯-托盘”的“三明治”结构特征的CTB技术，结构强度优
势明显；4）蜂巢能源技术核心为叠片电池工艺，并将叠片电池工艺与
无钴电池产品深度融合；5）国轩高科主推JTM集成技术，制造过程
简单，易形成标准化；6）广汽集团核心优势产品为弹匣电池，具备超
高耐热稳定电芯、超强隔热电池安全舱、三维降温冷却系统、第五代电
池管理系统四大核心技术；7）长城汽车核心产品为大禹电池，具备热
源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压
阻氧、智能冷却八大技术创新，保障电池不起火、不爆炸；8）中航锂
电核心产品为one-stop电池，核心技术创新为一体化电连接技术，基
于“高度集成与极简化”的产品设计与制造，实现产品对“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求；9）零跑汽车主推CTC方案，将
电池、底盘进行集成设计，软硬件实现双重创新，可持续进化；10）
上汽集团核心产品为魔方电池，通过平躺电芯实现超高集成度、超长
寿命、零热失控安全防护。
➢投资建议：当前电池包模块化、标准化程度不断加深，整个电池包的生产环节集中度继续提升为大势所趋，推荐宁德时代、亿纬锂能、比亚
迪、孚能科技。
➢风险因素：疫情导致产业链需求不及预期风险；技术路线变化风险；原材料价格波动风险；市场竞争加剧风险等。
目录
一、新能车产销旺盛，叠片卷绕技术并行 (5)
1.1 新能源车产销旺盛 (5)
1.2 叠片卷绕技术并行 (5)
二、动力电池结构创新百家争鸣 (6)
2.1 宁德时代开创结构创新之路 (7)
2.2 特斯拉4680引领结构创新 (9)
2.3 比亚迪“携刀”抢跑电池结构化 (11)
2.4 蜂巢能源——叠片电池工艺 (15)
2.5 国轩高科——JTM集成技术 (16)
2.6 广汽集团——弹匣电池 (16)
2.7 长城汽车——大禹电池 (18)
2.8 中航锂电——one-stop电池 (19)
2.9 零跑汽车——CTC方案 (20)
2.10 上汽集团——魔方电池 (22)
三、增量投资机会 (24)
四、标的公司 (24)
4.1 宁德时代：龙头地位稳固，海外市场及储能业务爆发 (24)
4.2 比亚迪：厚积薄发，成就新能源时代的王者 (25)
4.3 亿纬锂能：动力电池业务快速发展，盈利有所承压 (25)
4.4孚能科技：盈利承压，静待软包产能放量 (25)
4.5 壹石通：多点布局新能源，核心竞争力持续增强 (25)
4.6 银邦股份：积极巩固拓展新能源市场，有望开拓第二增长曲线 (26)
4.7 汇得科技：把握市场机遇，创新拓展新项目 (26)
四、风险因素 (27)
表目录
表1：叠片工艺与卷绕工艺优劣总结 (6)
表2：动力电池结构创新年鉴 (6)
表3：宁德时代三代CTP性能差异 (7)
表4：大禹电池八大核心技术 (19)
表5：零跑CTC方案硬件层面优势 (21)
表6：魔方电池三大优点：超高集成度，超长寿命、“零热失控”安全防护 (22)
表7：动力电池结构创新核心要点 (23)
表8：动力电池结构创新核心指标 (24)
图目录图1：新能源汽车产量及环比增速 (5)
图2：新能源汽车销量及环比增速 (5)
图3：叠片工艺示意图 (5)
图4：卷绕工艺示意图 (5)
图5：CTP1.0结构示意图 (7)
图6：CTP3.0（麒麟电池）结构示意图 (7)
图7：麒麟电池多功能弹性夹层示意图 (8)
图8：多功能弹性夹层内置微米桥连接装置示意图 (8)
图9：麒麟电池首创电芯大面冷却技术 (8)
图10：宁德时代水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置申请专利示意图 (8)
图11：4680电池示意图 (9)
图12：圆柱电池尺寸与性能变化 (9)
图13：特斯拉蛇形冷却板贴附设计 (9)
图14：全极耳技术示意图 (10)
图15：全极耳结构示意图 (10)
图17：特斯拉CTC结构示意图 (11)
图18：CTC冷却与热隔离结构 (11)
图19：德州工厂4680版Model Y拆解照片 (11)
图20：汽车座椅直接置于电池之上 (11)
图21：刀片电池电池包空间利用率大幅提升 (12)
图22：刀片电池6S技术理念 (12)
图23：刀片电池通过“针刺测试” (12)
图24：7重维度、5大方面、4个层级的全方位安全体系 (12)
图25：刀片电池可满足四种状态下强度变化 (13)
图26：刀片电池热管理系统示意图 (13)
图27：中大型高端轿车比亚迪汉 (14)
图28：比亚迪汉家族2021年度销售情况 (14)
图29：比亚迪CTB技术示意图 (14)
图30：CTB技术类蜂窝“三明治”结构 (14)
图31：CTB技术首搭车型——海豹 (15)
图32：比亚迪CTB技术在海豹上的应用 (15)
图33：蜂巢能源高速叠片工艺 (15)
图34：蜂巢能源超高速叠片机 (15)
图35：“L6”长叠片电芯尺寸选择逻辑 (16)
图36：蜂巢能源无钴系列产品宣传图 (16)
图37：JTM集成技术示意图 (16)
图38：国轩高科科技大会JTM集成技术优势讲解 (16)
图39：广汽弹匣电池结构示意图 (17)
图40：弹匣电池针刺实验结果 (17)
图41：网状纳米孔隔热材料 (17)
图42：超高耐温上壳体 (17)
图43：全贴合液冷系统 (18)
图44：第五代电池管理系统 (18)
图45：长城大禹电池结构示意图 (18)
图46：大禹电池热失控实验 (18)
图47：大禹电池首搭车型——长城机甲龙 (19)
图48：中航锂电one-stop电池结构示意图 (20)
图49：中航锂电one-stop电池技术创新 (20)
图50：零跑汽车CTC方案纵向拆解示意图 (21)
图51：CTC方案俯视图 (21)
图52：零跑AI BMS大数据智能电池管理系统示意图 (21)
图53：全球首款搭载CTC技术量产轿车——零跑C01 (21)
图54：魔方电池结构示意图 (22)
图55：躺式电芯布局与传统立式设计对比 (22)
图56：魔方电池体积效率转换率对比 (22)
图57：魔方电池重量效率转换率对比 (22)
图58：魔方电池首搭车型——上汽MG MULAN (23)
图59：魔方电池未来可支持换电 (23)
一、新能车产销旺盛，叠片卷绕技术并行
1.1 新能源车产销旺盛
“双碳”顶层逻辑推动下，新能源汽车产销势头正盛。当前，国内已成为全球最大的新能源汽车市场。近五年来新能源汽车产销显著上升， 2022年7月新能源汽车产销分别完成61.7万辆和59.3万辆，较去年同期同比增长117.6%和119.2%；2022年1-7月累计产销分别为327.9万辆和319.4万辆，较去年同期同比增长118.0%和116.1%.
1.2 叠片卷绕技术并行
电芯制作工艺双管齐下，叠片卷绕各有利弊。通常而言，动力电池包括电芯、管理（保护）单元、外
壳等几大部分，电芯也被认为是动力电池的“心脏”。关于电芯的制作工艺，主要包括叠片工艺和卷绕工艺两类，二者各有利弊。
1）叠片制作工艺
叠片工艺是指将涂覆后的正负极合剂层分割成初定尺寸，随后依照顺序将正极合剂层、隔膜、负极合剂层贴合，后将多个“三明治”结构层并联叠合，形成可以封装的电极片芯。叠片工艺的连续性靠的是隔膜的“Z ”字形弯折，把正负极连续叠合到隔膜上，隔膜“Z ”字形穿行其间，隔开两极，最后包上外壳包装。
图1：新能源汽车产量及环比增速  资料来源：Wind ，信达证券研发中心  图2：新能源汽车销量及环比增速  资料来源：Wind ，信达证券研发中心 图3：叠片工艺示意图  资料来源：双翌光电，信达证券研发中心  图4
：卷绕工艺示意图
资料来源：双翌光电，信达证券研发中心