帮我通过各种公开信息查询，尝试回答下面这些问题，要尽量准确 宁德大圆柱电池的演变： 4680 → ...
Created on: June 17, 2025
Answered using Deep Research by Chat01
Question
帮我通过各种公开信息查询，尝试回答下面这些问题，要尽量准确
宁德大圆柱电池的演变： 4680 → 4690 → 46120
1. 为什么宁德 要扩展到更大的圆柱形电池型号？
2. 这种扩张趋势是因为电车需求吗？除了电车还有其他应用吗？（如人型机器人？）
3. 对于46系列电池，宁德认为纯电芯cell业务更有前途，还是pack业务更有前途？
46系列大圆柱电池的成本结构和成本节降战略
1. 鉴于 46 系列仍处于早期阶段，成本可能很高，哪些部件/组件是最重要的降本目标？
2. 与传统的 21 或 18 系列相比，46 系列是否有独特或特别重要的降本抓手？
a. 如电池罐所用材料（铁与铝）是否对成本和性能有重大影响？CATL 如何降低这些成本（工艺、材料、设计、供应链等）？
Answer
你希望我主要聚焦宁德时代（CATL）46系列圆柱电池的哪一类公开信息来源？例如：
- 官方财报与高管讲话
- 行业媒体和分析师评论
- 招股书、专利与供应链信息
- 或者综合所有可靠信息？
另外，你对研究时间范围有没有要求？（比如过去两年内的数据）
Question
- 所有信息，过去5年
Answer
好的，我将调研宁德时代46系列大圆柱电池的型号演变（4680 → 4690 → 46120）、扩张动因、应用场景、盈利策略，以及其成本结构和降本战略，基于过去5年内所有公开来源（包括官方资料、财报、高管言论、媒体报道、专利与供应链信息等）。 我整理好后会尽快回复你。
Research
Answer
宁德时代46系列大圆柱电池的技术演进与成本结构战略
4680 → 4690 → 46120：型号演进及战略动因
扩展更大圆柱型号的原因： 宁德时代布局46系列大圆柱电池（从4680到4690/4695再到46120）的首要原因在于提升电池性能和降低成本。特斯拉在2020年电池日首次发布4680电池（直径46mm、高80mm），证明增大圆柱尺寸可带来显著效益：单体容量是2170电芯的5倍，续航提高16%，功率提升6倍，每千瓦时成本降低约14% (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。这是因为几何尺寸放大提升了性价比：4680电芯能量约99Wh，重量约350g，相比2170能量提高450%而重量仅增加400%，使单Wh成本下降（外壳材料用量增加不到3倍却容纳5倍电量） (公司深度研究报告) (公司深度研究报告) 。宁德时代意识到，大圆柱设计通过高能量密度、高输出功率以及标准化制造等优势，可望在后补贴时代替代部分方形和软包市场 (公司深度研究报告) (公司深度研究报告) 。尤其46mm被视为兼顾经济性与性能的最佳直径，特斯拉和行业测算均认为46mm可带来最优的续航提升和成本下降 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。高度方面则可按车型需求灵活调整：国内如比克等厂商推出了高度80～120mm不等的46系列电池；宝马在2022年宣布其“新世代”车型采用46×95和46×120两种规格 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。更大的4695/46120电芯可以进一步提高单体容量和整包能量，减少电芯数量，从而降低PACK复杂度和成本，在大车型和长续航车型上优势更明显 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。例如，宝马称新一代46系列电池配合高镍正极+硅负极可使续航提升30%，并在800V平台上将充电速度提升30% (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。因此，宁德时代顺应这一技术趋势，逐步开发4680并扩展到4695、46120等更大规格，以满足不同主机厂对电池能量和尺寸的需求。
市场需求与应用场景驱动： 46系列大圆柱电池的扩张主要受电动车高端市场需求驱动。在特斯拉带动下，全球汽车厂家掀起“大圆柱热”：除了特斯拉，宝马宣布2025年Neue Klasse平台用46系列电池（已与宁德时代、亿纬锂能签署价值超百亿欧元合同） (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) ；奔驰、沃尔沃、保时捷、Lucid、Rivian等也在关注布局大圆柱 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。这些欧美车企选择大圆柱，看重其高性能标签和技术门槛，以契合豪华品牌的高端定位 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。相比之下，中国市场更偏好成熟的磷酸铁锂方案，但蔚来在2023年底NIO Day也宣布研发46105大圆柱电池（120 kWh包，总能量密度292Wh/kg）用于长续航车型 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。其他新兴应用场景方面，大圆柱电池因高功率、高稳定性的特性，也被探索用于储能和机器人等领域。例如，比亚迪已将46系列磷酸铁锂电池用于消费类电源和储能市场，2023年已有4680电池壳体小批量供货比亚迪储能系统 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。两轮车领域也有尝试：宁德时代和亿纬锂能推出了两轮车用磷酸铁锂大圆柱方案并建设产能 (公司深度研究报告) 。人形机器人是另一潜在应用场景——此类机器人需要高能量密度电源，特斯拉Optimus机器人就采用了圆柱电芯成组的Pack（总能量约2.3kWh），推测使用的是成熟的21700电芯 (解析特斯拉人形机器人电池Pack系统布置方案（信息更新） - 维科号) 。未来随着46系列技术成熟，不排除将更高密度的4680等应用于人形机器人等高性能设备，以提供更长续航和更高功率输出。不过目前来看，电动汽车尤其高端车型仍是46系列电池的主要驱动力，其他场景属于探索阶段。
Cell业务 vs. Pack业务的战略侧重： 在46系列大圆柱电池上，宁德时代相对更侧重电芯（Cell）业务，为主机厂提供高性能电芯，而Pack集成则根据客户需求灵活应对。从表面看，宁德时代董事长曾毓群曾公开对特斯拉4680模式表示“冷淡”，认为大圆柱“不适合经济型车型”，更青睐铁锂电池用于平价车 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。这实际上体现出宁德时代的差异化策略：** 中低端车型方面，公司更看好通过其方形电池+高集成Pack（如CTP、麒麟电池等）来降低成本和提升安全；而高端车型方面，则愿意支持大圆柱方案，以满足高性能需求 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。这种策略在其行动中得到印证： 2023年宁德时代宣布已攻克4680和4695型号大圆柱电池**，在循环寿命和能量密度上都有优势，并规划了8条合计12GWh的大圆柱产线，优先服务宝马等高端客户，预计2025年起按合同向宝马供货 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。为此公司组建了直归董事长汇报的大圆柱团队，可见在电芯供应业务上投入之大 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。相较之下，在Pack业务上宁德时代并未推出专门针对圆柱电芯的电池包产品（其明星产品麒麟电池主要针对方形电池）。这是因为大圆柱适合车企自行做结构集成（如特斯拉的4680结构包），供应商直接提供标准电芯更为高效 (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：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。同时宁德时代也通过技术比较强调其Pack方案优势：其麒麟电池包在相同尺寸下比4680大圆柱电池系统多13%电量 (独家丨宁德时代麒麟电池已量产，同体积比4680电量高13% - 澎湃新闻) 。综上，46系列电芯业务是宁德时代开拓高端市场的重要抓手，公司倾向于向客户输出卓越的大圆柱Cell，并配合客户进行Pack集成优化。在中低端市场，宁德时代则依旧主推其方形电池+CTP等整包方案，保持Pack业务优势 (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。这种“双线战略”使其既不放弃快速增长的圆柱高端市场，又巩固了自身在经济型车型电池解决方案上的领先地位。
46系列大圆柱电池的成本结构与降本战略
早期阶段的关键降本环节： 当前46系列电池仍处于产业化初期，制造良品率和工艺效率是降本的重中之重。大圆柱电池引入了全新的无极耳设计和更大尺寸，对生产工艺提出极高要求，各环节出现新的成本瓶颈。其中激光焊接被公认为最大的工艺难题：由传统两极耳点焊改为整个极片边缘的面焊，焊点数量大增且精度要求高，稍有不慎就会虚焊或烧穿，直接拉低良品率 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。早期特斯拉4680试产时良率一度仅20%，经改进工艺提升至70~80% (公司深度研究报告) （2021年数据），可见提高良率对摊薄成本至关重要。宁德时代等厂商正重点攻克极片分切、卷绕对齐、注液浸润、焊接成壳等难点环节 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) ，通过精密设备和工艺优化来减少报废率。其次，外壳制造和装配也是当前降本关注点。4680等由于直径和壁厚增加，需要高强度冲压拉伸工艺，设备吨位和精度要求更高 (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。外壳材料统一采用镀镍钢壳（与小圆柱相同），其加工难度和成本高于传统方形铝壳 (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。目前每Wh能量所需的钢壳用量较2170小圆柱增加约35%（因壁厚加厚以提升安全） (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。因此降低壳体成本是初期重要任务，包括采用更先进的材料和工艺：如由预镀镍钢卷料直接冲压成型替代先冲压后电镀，提升镀层均匀性和效率，但这要求克服预镀钢材延展性的难题 (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。上游供应链也在配合改进，例如SK集团旗下厂商开发出专用于4680的高延伸率铜箔，延展率提升30%以减少极片断裂 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。再次，提升生产节拍和单位产能能有效摊薄固定成本。大圆柱电池产线可实现连续不间断生产，制造工序约10道（少于方形/软包），整线加工周期约7天（短于方形10天、软包12天），这提高了产线周转率，降低在制品库存成本 (公司深度研究报告) 。特斯拉等创新了并行化Formation工序，一次可同时化成上千只电芯，使化成设备投资成本下降86%，场地减少75% (公司深度研究报告) 。宁德时代也申请了圆柱电芯检测系统等专利，以更准确高效地筛选电芯品质 (宁德时代申请圆柱电芯的检测系统和方法专利，能够较为准确的检测 ...) 。材料体系和设计优化亦在同步推进：高镍正极、硅基负极等新材料虽非专为降本，但通过提升能量密度可减少单车电芯用量，从而间接降低成本占比 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (公司深度研究报告) 。例如引入一定比例硅氧负极可使单体容量提升20%，行驶里程提高而成本下降约5%/kWh (公司深度研究报告) 。综上，在46系列早期，良率提升、工艺革新、外壳优化和材料提效是最关键的降本抓手。随着这些环节不断完善，单位成本有望快速下降：行业预计通过规模化和技术进步，4680系统成本可从当前约0.90元/Wh进一步逼近甚至低于方形电池成本 (公司深度研究报告) (公司深度研究报告) ，从而兑现大圆柱电池的经济性潜力。
46系相较21系/18系的独特降本抓手： 大圆柱电池在降本路径上具有不同于传统小圆柱的侧重。一方面，尺寸放大本身就是显著的降本杠杆。4680相对于2170，单颗电芯容量增至5倍而每kWh外壳和结构件成本降低约14% (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (公司深度研究报告) ；同时电芯数量大幅减少（例如同等容量包中由4416颗2170减至960颗4680），使连接件、焊点、管理元件大幅精简，Pack装配时间和成本显著下降 (公司深度研究报告) (公司深度研究报告) 。这一点是大圆柱相对21系/18系最直接的成本优势。另一方面，全极耳（无极耳）设计在46系列中起到了特殊作用：它消除了传统多个极耳和顶盖的焊接材料，提高了电流收集效率，降低内阻和热损，使大尺寸电芯仍能保持高性能 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。虽然无极耳工艺本身复杂，但一旦成熟，将减少内部辅材和提高良品率，长期有助于降本 (民生证券-机械行业一周一解惑系列：4680电池对于锂电设备的影响-220904.pdf) (民生证券-机械行业一周一解惑系列：4680电池对于锂电设备的影响-220904.pdf) 。相比之下，早期18650/2170依赖成熟的两极耳工艺，创新空间有限。结构集成降本也是46系列的一大亮点。得益于圆柱电池机械强度高、受力均匀的特性，46系列特别适合车身一体化设计（CTC）：电芯直接作为车身结构件承载应力，用钢壳提供支撑，从而取消模块壳体等冗余部件，整车减重约10%，成本降低7% (公司深度研究报告) 。特斯拉的4680结构电池包已验证了这一点：采用无模组设计后，包内电芯体积占比从56%提高到62%，系统能量密度提升25%以上 (公司深度研究报告) (公司深度研究报告) 。宁德时代同样强调46系列与CTC技术结合的潜力 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) 。相比之下，小圆柱由于单体能量低，此前很难直接用于结构件，必须装入模组后再集成，集成度和降本空间较小。电池壳体材料选择方面，大圆柱与小圆柱一样采用镀镍钢壳，而非方形电池常用的铝壳，这本身不是全新材料但因尺寸加大其影响更为突出 (4680动力电池结构件：空间、工艺、格局与投资机会 - 格隆汇) (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。钢壳的优势是强度高、成本低，能抗内压和碰撞，非常适合结构电池用途 (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) ；劣势是相对较重，加工难度高于铝合金。宁德时代等通过改进钢材配方和镀镍工艺，尽量减小钢壳厚度对重量和成本的影响 (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：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。同时，公司在专利中引入了导热内件等结构创新，例如在圆柱卷芯中轴插入传热构件，将热量快速传导至外壳 (宁德时代取得圆柱电池相关专利，提升圆柱电池单体性能表现和使用寿命__财经头条__新浪财经) (宁德时代取得圆柱电池相关专利，提升圆柱电池单体性能表现和使用寿命__财经头条__新浪财经) 。这既提升了大电芯的散热均匀性、保障循环寿命，也避免因过度加厚壳体来散热所增加的重量，从侧面降低了材料成本 (宁德时代取得圆柱电池相关专利，提升圆柱电池单体性能表现和使用寿命__财经头条__新浪财经) 。供应链协同也是46系列降本的重要一环：宁德时代与上下游伙伴合作开发专用设备和材料（如高延展铜箔、预镀镍钢片等），并凭借其规模优势获取原材料成本优势 (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) (中信证券：4680动力电池优势在哪？结构件市场空间有多大？) 。综上，46系列相较传统小圆柱降本更依赖规模化新工艺和集成设计：通过**“大尺寸+新结构”双管齐下，在材料端减少单位能量的附加成本，在制造端提升效率，在系统端简化集成。这些都是21系/18系电池所不具备或不明显的降本杠杆。展望未来，随着产线爬坡和技术攻关，宁德时代46系列电池有望快速沿“成本曲线”滑降：马斯克曾预测4680量产后成本可低至$70/kWh左右 (Tesla internal meeting reveals, 4680 battery production cost is ...) 。宁德时代作为行业龙头，凭借其多源降本战略**（材料革新、工艺升级、结构优化、供应链协同），将使46系列大圆柱电池既能保持高性能领先，又在中长期实现相较前代电芯更优的成本结构 (公司深度研究报告) (大圆柱电池：宁德时代冷眼，欧美车企热捧_《财经》客户端) 。这样一来，大圆柱电池才能真正同时满足高端市场对性能的要求和大众市场对性价比的期待，为宁德时代在未来电动车和新能源领域开辟更广阔的增长空间。
表：2170小圆柱 vs. 4680大圆柱 电池性能与成本要点对比 (公司深度研究报告) (公司深度研究报告)
| 指标 | 2170 (高镍+石墨) | 4680 (高镍+石墨) | 4680 (高镍+硅负极) |
|---|---|---|---|
| 单体容量 (Ah) | 5 | 27.5 | 30 |
| 单体能量 (Wh) | 18 | 99 （+450%） | 108 （+500%） |
| 单体重量 (g) | 70 | 350 （+400%） | 350 （+400%） |
| 能量密度 (Wh/kg) | 257 | 283 （+10%） | 309 （+20%） |
| Pack电芯数量 | 4416 | 960 | 960 |
| Pack系统能量密度 (Wh/kg) | 173 | 217 （+25%） | 237 （+37%） |
| 单Wh成本相对下降 | — | 约 -14% (4680电池：2023年将成量产元年-北极星电力新闻网) | 进一步下降（结构+材料改进） |
（注：上述Pack对比基于特斯拉Model Y结构电池方案，4680包采用无模组设计、电芯占比提高至62% (公司深度研究报告) ，而2170包有4个模组、电芯占比56%。4680通过结构集成使单位Pack成本下降，能量密度明显提升 (公司深度研究报告) 。）