2022年是動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之年，也是電池公司釋放產(chǎn)能、迭代升級(jí)技術(shù)的轉(zhuǎn)折之年。市場(chǎng)的一個(gè)主要擔(dān)憂是4680電池能否大規(guī)模生產(chǎn)，以進(jìn)一步降低電池成本。

從電池方面來看，特斯拉在2022年率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。特斯拉4680電池在電池市場(chǎng)上也不會(huì)獨(dú)善其身，各家電池制造商也在加快積極部署，為4680電池的量產(chǎn)做準(zhǔn)備。

為了配合下游量產(chǎn)的節(jié)奏，供應(yīng)鏈端的材料和設(shè)備公司也在提前準(zhǔn)備4680電池的大規(guī)模量產(chǎn)。

 

4680電池vs 18650和21700，為什么4680電池更強(qiáng)？

首先，圓柱形動(dòng)力電池的大規(guī)模使用也是特斯拉。戴姆勒、日產(chǎn)、雷諾、大眾和現(xiàn)代等歐洲汽車公司主要使用軟包電池。中國的汽車公司大多使用方形電池。

特斯拉在去年電池日推出的新款4680電池，數(shù)字46表示圓柱形電池的直徑為46毫米，80表示電池的高度為80毫米。

4680基本上仍然是一個(gè)圓柱形卷繞電池，整體結(jié)構(gòu)與21700和18650相同。它可以簡(jiǎn)單地理解為一個(gè)“卷筒紙”單元。電池外部的金屬和內(nèi)部隔膜的中間部分是常見的三元/LFP/石墨組件，用于存儲(chǔ)電能。就體積而言，如果2170和18650電池與我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷?號(hào)和5號(hào)電池相似，那么4680就是一個(gè)比5號(hào)電池還要大的“胖電池”！

我們之前在4680電池vs 18650、21700電池vs 1865文章中提到，與特斯拉之前使用的18650和21700圓柱形鋰電池相比，4680電池的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在電池容量、生產(chǎn)成本和效率上。

 

 

4680電池容量增加的原因是尺寸的增加。這并不是4680本身的特例。之前的21700電池比18650電池的容量多50%。

4680電池的容量是21700電池容量的5倍（不是能量密度的5倍），4680電池容量的增加也將導(dǎo)致巡航里程的增加（增加16%）和峰值性能的4倍提高。

生產(chǎn)效率的提高和成本的降低（下降14%）反映在大電池上，大電池也用于75KWh的電動(dòng)汽車。18650的舊版本需要大約7100個(gè)電池，21700圓柱體需要4400+個(gè)電池，而新電池4680采用了無模塊設(shè)計(jì)。

只需要950個(gè)電池，電池?cái)?shù)量的減少意味著PACK過程中的空間利用率提高，電池?zé)峁芾淼碾y度和制造成本大大降低，生產(chǎn)和組裝所需的時(shí)間減少，分組效率大大提高。

 

哪些公司目前正在部署4680電池

特斯拉

在業(yè)內(nèi)提倡推出4680的電池公司中，特斯拉是數(shù)一數(shù)二的。理想的tesla 4680電池，除了非電極耳、干電極、硅陽極、新型高鎳和無鈷陰極材料以及CTP/CTC集成解決方案。

特斯拉的無電極耳解決方案直接在銅箔和鋁箔上留下一部分材料用于電極耳，電極耳被卷成圓形并直接焊接到蓋板上，如下圖所示：

 

 

最后一種是干電極技術(shù)，這也是目前一種非常未知的技術(shù)。它節(jié)省了溶劑，直接將粉末形成薄膜，并將其壓在銅箔和鋁箔上，以制備正極片和負(fù)極片。工藝發(fā)生了變化，相應(yīng)的設(shè)備可能有所不同。

在產(chǎn)能方面，特斯拉特斯拉4680電池的總體規(guī)劃產(chǎn)能為100GWh。原定交付時(shí)間為2022年，但大規(guī)模交付已推遲到2023年。

幾天前，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克證實(shí)了特斯拉4680電池已部署在原型上的消息。他說，在特斯拉得克薩斯州的工廠，特斯拉4680已經(jīng)被用于生產(chǎn)Model Y，但它們需要完成相關(guān)的產(chǎn)品認(rèn)證才能交付市場(chǎng)。

根據(jù)此前的消息，特斯拉在得克薩斯州的配套工廠也將生產(chǎn)這種新型電池，當(dāng)生產(chǎn)技術(shù)成熟時(shí)，將進(jìn)一步增加生產(chǎn)電池的工廠數(shù)量。包括松下在內(nèi)的其他供應(yīng)商也將向特斯拉供應(yīng)4680節(jié)電池。

因此，在財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)上，特斯拉工程副總裁德魯·巴格里諾表示，今年4680電池的供應(yīng)將不受限制，并預(yù)計(jì)在本季度末交付首款搭載特斯拉4680的Model Y。

也就是說，特斯拉首批搭載特斯拉4680電池的車型將在第一季度量產(chǎn)。

 

截至2021年11月，松下和LG新能源4680電池的收益率約為80-90%，另外兩家公司的收益率也已達(dá)到80%左右。

根據(jù)改進(jìn)計(jì)劃，在今年6月之前，預(yù)計(jì)前期投入巨資開發(fā)4680電池的龍頭公司的收益率將提高到90%以上。

90%的整體良率無疑將加速特斯拉4680電池的量產(chǎn)進(jìn)程。

 

松下

來自松下的最新消息顯示，將供應(yīng)給特斯拉的4680電池計(jì)劃于2022年3月在日本開始試生產(chǎn)，但量產(chǎn)將不得不等到特斯拉下訂單，預(yù)計(jì)到2022年底。

松下還表示，由于特斯拉對(duì)這款電池的需求強(qiáng)勁，因此在量產(chǎn)后將優(yōu)先滿足特斯拉的要求。根據(jù)松下的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，特斯拉的業(yè)務(wù)約占松下能源業(yè)務(wù)收入的60%，松下去年最后一個(gè)季度的收入為16.9億美元。特斯拉貢獻(xiàn)了10億美元的收入。

松下計(jì)劃投資800億日元（約合7億美元）在日本克耶山縣建造一座4680電池廠。它將于今年開始小規(guī)模生產(chǎn)，在確認(rèn)技術(shù)安全性和效率后，將于2023年投入批量生產(chǎn)。一旦4680電池能夠交付，松下將首先向特斯拉供貨，這也是松下首次大規(guī)模生產(chǎn)4680電池。

產(chǎn)能目標(biāo)尚未確定，但預(yù)計(jì)年產(chǎn)能約為10 GWh，相當(dāng)于15萬輛汽車電池的需求。

目前，松下圓柱形電池的月總產(chǎn)能為50 GWh/年（包括內(nèi)華達(dá)工廠的21700電池和日本的18650電池）。

上述10 GWh可能只是一個(gè)初步的產(chǎn)能計(jì)劃，該公司計(jì)劃在美國等其他國家建廠，以擴(kuò)大量產(chǎn)規(guī)模。

 

 

LG

據(jù)報(bào)道，三星SDI和LG能源解決方案公司已經(jīng)完成了“4680”電池樣本的開發(fā)。“4680”是特斯拉去年首次推出的電池，這兩家韓國電池公司顯然正試圖贏得特斯拉的訂單。

LG能源在去年的一次電話會(huì)議上也暗示要開發(fā)4680電池。LG能源后來宣布計(jì)劃投資超過5萬億韓元，到2025年在美國新建至少兩家電池工廠，生產(chǎn)袋狀和“圓柱形”電池以及儲(chǔ)能系統(tǒng)電池。

LG能源目前為中國制造的特斯拉Model 3和Model Y汽車供應(yīng)2170個(gè)電池。LG計(jì)劃的供應(yīng)時(shí)間為2023年，正在考慮從美國和歐洲的工廠供應(yīng)特斯拉。

 

億緯鋰能

關(guān)于4680電池，EVE主要走4680和4695的路線，其中4680是標(biāo)準(zhǔn)化電池，4695應(yīng)該是車企的定制產(chǎn)品。

EVE和StoreDot的聯(lián)合開發(fā)計(jì)劃在2024年大規(guī)模生產(chǎn)4680電池。4680電池的20GWh產(chǎn)能將于2022年開工建設(shè)，并將小批量發(fā)貨。它要到2023年下半年才能完全完工。

 

在4680電池的基礎(chǔ)上，EVE對(duì)極、外殼、繞組芯和蓋板進(jìn)行了優(yōu)化。為了應(yīng)用CTP和CTC，正極和負(fù)極在同一側(cè)，并且電氣連接和泄壓通道是分開的。

高強(qiáng)度外殼用于確保電池的強(qiáng)度并減少電池的膨脹。與傳統(tǒng)的圓柱形電池相比，全極耳的結(jié)構(gòu)將阻抗降低了10倍，并提高了熱導(dǎo)率。

蓋板采用高效通風(fēng)設(shè)計(jì)，可快速卸壓。從這些優(yōu)化設(shè)計(jì)來看，億緯鋰能與特斯拉想要打造的4680圓柱形電池有本質(zhì)區(qū)別。

 

比克

比克電池是中國圓柱電池領(lǐng)域的第一供應(yīng)商，擁有小圓柱、大圓柱和正方形三條平行線。其中，在4680電池產(chǎn)能規(guī)劃方面，比克電池鄭州工廠旁邊的工業(yè)園土建工程已基本完成，這條生產(chǎn)線將于明年下半年正式入廠。

預(yù)計(jì)比克將在未來兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)4680電池的量產(chǎn)。其中，首批量產(chǎn)線將落戶鄭州第二工廠，整體產(chǎn)能為15Gwh。如果與車廠的合作達(dá)到平臺(tái)指定階段，單個(gè)平臺(tái)的產(chǎn)能預(yù)計(jì)將超過10Gwh。

比克在2021年3月舉行的中國國際電池技術(shù)展覽會(huì)上表示，正與客戶合作開發(fā)4680全標(biāo)簽電池。目前，比克的4680電池主要是與OEM聯(lián)合定制和開發(fā)的。

比克電池首席科學(xué)家林健博士透露，比克電池的46X0系列大型圓柱形電池覆蓋80毫米至120毫米，其中4680電池預(yù)計(jì)將在2023年量產(chǎn)。

在比克的理解中，4680電池并不局限于4680，高度可能是90或100毫米，但它更傾向于4680的尺寸，因?yàn)槿绻麡I(yè)內(nèi)大多數(shù)公司都生產(chǎn)4680電池，更好的是標(biāo)準(zhǔn)化，但也有利于推廣。

同樣，比克也在4680電池上部署了全接線片技術(shù)，高端車型的全接線片大圓柱電池將成為比克汽車電氣應(yīng)用領(lǐng)域的核心產(chǎn)品。

 

寧德時(shí)代

寧德時(shí)代目前已經(jīng)批量生產(chǎn)了兩個(gè)大型圓柱形電池，兩個(gè)電池的尺寸都是34（直徑）*200（高度）mm。

根據(jù)這個(gè)尺寸，制作了兩種不同的磷酸鐵鋰電池，并在紅光MINI和QQ冰淇淋型號(hào)中使用。

據(jù)悉，寧德時(shí)代還在開發(fā)一個(gè)4680電池項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為“Golden Hoop Bar”。該公司計(jì)劃在4680電池上生產(chǎn)8條線路，總發(fā)電量為12GWh。目前，寧德時(shí)代在兩輪車領(lǐng)域的4680電池已經(jīng)下線應(yīng)用。

寧德時(shí)代已與上海市政府簽署合同，將在臨港建設(shè)一家超級(jí)電池工廠，該工廠將生產(chǎn)特斯拉的4680電池，這意味著寧德時(shí)代將很快成為特斯拉全球最大的動(dòng)力電池供應(yīng)商。

 

國軒高科已經(jīng)應(yīng)用了幾種不同于21700和18650的大型圓柱形電池，尺寸為32*135，功率范圍為38Wh至50Wh。

 

 

國軒于2021年 8月披露了4680圓柱形電池的一些信息，并將其細(xì)化到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，但尚不清楚將采用哪些技術(shù)以及是否有相應(yīng)的產(chǎn)能布局。

 

蜂巢能源

蜂巢能源在2021上海車展上展示了23Ah 4680電池，NCM正極，計(jì)劃能量密度為235Wh/kg，純電動(dòng)汽車的循環(huán)壽命高于1200倍。

 

 

此外，華晨寶馬將參與其4680電池的研發(fā)。

 

三星電機(jī)

最新消息顯示，三星SDI已在其位于忠清南道天安的工廠開始試生產(chǎn)下一代4680電池，目前正處于最終確定新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的最后階段。該產(chǎn)品類似于4680電池，但具體規(guī)格尚未確定。

對(duì)于這款4680電池，三星SDI計(jì)劃在馬來西亞、匈牙利和美國增加工廠。除了贏得特斯拉的訂單，三星SDI和現(xiàn)代也在開發(fā)下一代圓柱形電池，其尺寸大于21700，但小于4680，主要用于混合動(dòng)力汽車。

 

遠(yuǎn)景

遠(yuǎn)景還擁有4680電池布局，目前正處于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。

 

力神

力神也在2021上海車展上展示了相應(yīng)的樣品，目前尚不清楚其達(dá)到了哪個(gè)階段。

 

除上述公司外，4680電池在單體容量、輸出功率、成本等方面的優(yōu)勢(shì)正在吸引更多電池公司加入，促使4680電池技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，進(jìn)一步推動(dòng)4680電池的量產(chǎn)進(jìn)程。

 

4680電池影響行業(yè)格局

從量產(chǎn)時(shí)間來看，4680電池的真正量產(chǎn)可能仍在2023年。但可以看出，一方面，日本和韓國公司正在爭(zhēng)奪特斯拉的供應(yīng)權(quán)，松下有望獲得供應(yīng)份額。

另一方面，中國各大領(lǐng)先電池公司的研發(fā)和生產(chǎn)將有助于圓柱形電池重返電動(dòng)汽車賽道，并提高圓柱形電池的市場(chǎng)份額?，F(xiàn)在許多中國鋰電池公司都有良好的業(yè)績。您可以查看我們的中國十大鋰離子電池制造商文章，供讀者了解更多關(guān)于中國鋰電池公司的信息

從配套產(chǎn)業(yè)鏈來看，4680電池的核心創(chuàng)新技術(shù)是：無極耳模式、干電極技術(shù)、硅基負(fù)極的應(yīng)用。隨著量產(chǎn)的加速，4680電池將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上設(shè)備和材料的迭代升級(jí)。

在正極材料方面，根據(jù)各電池廠公布的計(jì)劃，4680電池目前以高鎳為主。2021，三元鋰電池起火事情頻發(fā)，市場(chǎng)擔(dān)心LFP會(huì)完全取代NCM，而4680則進(jìn)一步推動(dòng)高鎳和超高鎳的發(fā)展。