4680電池量產近日頻頻流出新動向。

11月2日，兩輛裝載4680電池生產設備的卡車駛入特斯拉得克薩斯州超級工廠(Gigafactory Texas)存貨區，分別標記為“正極產線 1”及“負極產線 1”。此舉或意味著特斯拉已著手安裝 4680 產線設備，并準備試產4680電池。

11月7日，加拿大安大略省馬卡姆市表示，特斯拉公司在該市開設了一家生產電池設備的工廠，正在加大生產成本更低、續航里程更高的4680電池。

今年8月份曾有報道稱，特斯拉在加州弗里蒙特附近建設了一條4680電池試驗生產線，用于檢驗4680電池生產線的良品率，消息顯示其良品率已經接近80%，距大規模量產又更近了一步。

今年9月底特斯拉弗里蒙特加藤路廠的4680試點產線擴大招聘規模，也被外媒視為4680電池量產在即的信號。

鋰電巨頭松下(Panasonic)近日也官方宣布了4680電池接近商用成熟，擬對其墨西哥產能進行進一步擴產。松下表示，特斯拉在去年電池日之前便與公司開始接洽，在考慮了成本、車輛本身、圓柱電池性能等多方面因素后，敲定將4680作為最佳電池尺寸。

松下透露，在技術上基本已準備好量產4680電池。從產品研發方面來看，技術目標基本都已實現。目前公司正在日本打造一條產線并進行試產，待技術完備之后將邁向大規模生產。在被問及是否會向蘋果等其余公司供應電池時，松下表示，原則上特斯拉是優先選項，但并不排除考慮與其他公司合作的可能性。

什么是4680電池?

2020 年9月22日的“電池日”活動上，特斯拉推出了全新的 4680 電池，其能量密度及輸出功率較此前的電池有大幅提升，在提高續航里程的同時，還能明顯降低成本。

所謂4680，其實是對電池尺寸的概括(圓柱電池尺寸為直徑46mm，電池高度80mm)，以此替代此前特斯拉使用的主流18650電池和21700電池。

相比后兩者，這款新型電池的單體能量密度提高5倍，達到300Wh/kg，續航里程提高16%，電力相比“有極耳”電池提升了6倍，成本還能降低14%。此外，通過“無極耳”這一工藝可以降低電阻，使散熱和倍率問題得以解決。

來源：高工鋰電網、電動汽車觀察家、天風證券研究所

特斯拉18650電芯，直徑18mm，高65mm;

特斯拉21700電芯，直徑21mm，高70mm;

特斯拉4680電芯， 直徑46mm，高80mm。

據馬斯克介紹，全新的4680型無極耳電池，能量較之前的電芯規格提升5倍，里程提高16%，輸出功率提升6倍。

來源：智數汽車大數據

目前新能源汽車領域主要有兩種材料，一種是三元正極材料，一種是磷酸鐵鋰正極材料。雖然4680電池所替代的21700和18650尺寸均為三元電池，4680本身也只是一種電池尺寸，并非三元鋰電池、磷酸鐵鋰或者其他電池的獨有技術，就像比亞迪的刀片電池，雖然使用的是磷酸鐵鋰正極材料，但也是可以采用三元正極材料的。安全性始終是電池廠家重點考慮的問題，在這一點上，磷酸鐵鋰要比三元好得多。未來，磷酸鐵鋰和高鎳三元并行的可能性比較大。

4680電池優缺點剖析

圓柱電池的幾何對稱性更好，具有良好的剛性。因此4680電芯既有儲能作用，又有結構支撐作用。可以兼容更高容量、更高電壓的正極和更高容量的負極;其次，無極耳(全極耳)設計使得電子運動距離大幅縮短，降低電池歐姆內阻，提升電池倍率性能。

4680電池的優勢

相比此前特斯拉使用的18650和21700尺寸圓柱鋰電池，4680電池的優勢主要體現在電池容量、生產成本和效率。

1、能量密度高：通過降低結構件重量占比提升電池整體能量密度約10%-20%(預計300Wh/kg)。相比特斯拉此前采用的21700電池，4680電池的能量密度將提升5倍;

2、單體容量大：大體積設計使電池容量提升至傳統電池容量的5倍(預計30Ah)，電池容量的提升也會導致續航里程有所提升(提高16%);

3、成本更低：受益于無極耳架構與電池包的設計，成本預計降低50%以上。無極耳設計將降低電池發熱，降低電池液冷系統費用。能量密度提升降低單GWh成本，搭載該電池的車型續航里程可提高16%，度電成本下降56%;

4、生產效率提升：體現在大電芯上，同樣用于75kWh的電動車，老版18650需要7100個左右電芯，21700需要4400+個電芯，而新型電池4680僅需要950個電芯，更少的單體數量意味著空間利用率的提高，同時生產組裝需要的時間減少，因此成組效率大大提升;

5、倍率性能佳：相較于有極耳電池提升6倍;

6、快充性能優：特斯拉自研產品15分鐘充滿電，以色列電池初創公司StoreDot產品10分鐘充滿電。

資料來源：公開資料，招商證券

4680電池存在的問題：

當然，4680也不可避免地存在著一些問題：

首先，尺寸比18650、21700更大，因此徑向、軸向幾何對稱性均變差，在圓柱內部對正負極相對苛刻;

其次，電芯內部散熱難度更高，對電池壽命存在一定影響;

第三，在倍率性能要求不高的場合與方形電池相比，CTC的圓柱體積能量密度也可能偏低。

特斯拉4680電池的潛在合作方

早在8月31日就有消息稱，特斯拉已經開始尋找4680大圓柱電池的合作廠商，特斯拉設計4680電池，由電池廠家代工。放眼全球產業鏈，松下、寧德時代、LG化學(原有的三大電池供應商)、億緯鋰能等企業都將是特斯拉4680電池的潛在合作方。

1、松下

作為特斯拉的老牌供應商，松下持續伴隨著特斯拉前進的步伐，早在2008年松下就為特斯拉的Roadster提供18650鈷酸鋰電池，目前在美國內華達州超級工廠Gigafactory已有 13 條生產線，不僅生產18650電池配套供給特斯拉Model S和Model X，還生產21700電池配套供給特斯拉Model 3。

今年6月，松下表示將計劃在大阪的Suminoe工廠準備4680電池試點生產，以測試4680電池。如果測試順利，將進行大筆投資，并可能會向特斯拉以外的車企供應該電池。

目前而言，松下似乎在此次角逐中占了先機。有報道稱，松下在技術上基本已準備好量產特斯拉4680電池，目前公司正在日本打造一條產線并進行試產，待技術完備之后將邁向大規模生產。

2、LG化學

此前由于松下不愿跟隨特斯拉在中國市場建設動力電池工廠，使得LG能源解決方案(LG化學子公司)有機會拿下了特斯拉上海超級工廠所生產的Model 3和Model Y供應電池的訂單，成為了特斯拉的主要供應商。

早在今年初，LG化學就被傳出積極準備為特斯拉4680電池建設一條試點生產線，目前正在其Ochang工廠改造部分產線，該工廠的裝配和電鍍設備已經安裝完畢。

3、寧德時代

4680電池本身可適用于磷酸鐵鋰和三元，寧德時代拿下了特斯拉旗下車型的磷酸鐵鋰版本電池的訂單，而且將單次合同時間從2年延長至4年，根據特斯拉在2021Q2電話會上的表態，特斯拉未來將有三分之二的車型采用磷酸鐵鋰電池。

截至目前，寧德時代官方暫未傳出4680電池的相關產線和規劃。

4、億緯鋰能

億緯鋰能除了在方形磷酸鐵鋰電池、方形三元電池、軟包三元電池有所布局外，本身也在研究大圓柱電池，其布局的大圓柱電池有4680和4695兩種類型，預計2023年產能釋放20GWh，2024年產能達到40GWh。

11月5日，億緯鋰能投資463億元建設的荊門動力儲能電池產業園已經正式開工，涵蓋鋰電池全產業鏈，匯集了眾多鋰電行業龍頭(億緯動力、格林美、科達利、新宙邦等)。在開工活動現場，億緯鋰能董事長劉金成明確表示：“(荊門動力儲能電池產業園)有可能是全世界范圍內最先量產的4680和4695電池的生產基地，這里生產的電池將裝備給全球(龍頭)。”

雖然此前億緯鋰能還沒有特斯拉的訂單，也沒有進入特斯拉的供應商體系，但是像特斯拉這樣的龍頭公司是不允許單一電池供應商占比超過50%的，勢必未來還會引進二供、三供等，所以未來億緯鋰能仍有機會加入。

結 語

電池技術路線幾個方面的變革，業界的聲音很多，在這里也不好提前預判，但從結果上看，PET鍍箔(集流體)、大圓柱可能確有進展，至少明年實現產業化還是有可能的。

從全球范圍來看，現階段大規模使用圓柱動力電池車企的還是特斯拉，歐洲車企主要使用的是軟包電池，而國內車企多使用方形電池。即使4680電池順利推出并且效果良好，其他車企或將跟進嘗試使用圓柱電池，短期來看，主要客戶也仍將集中在特斯拉。

特斯拉預計2022年初將交付首批搭載4680電池的汽車。同時，特斯拉正與松下、三星SDI、LG能源等電池廠商合作生產4680電池，預計到2022年年底，將達到每年100GWh的4680電池產能。

此前兩代電池21700和18650都是三元鋰電池，同時又都是老牌電池廠商松下提供，所以4680電池一直被認為是三元鋰電池。隨著我國優秀電池廠商入局4680電池的競爭，生產磷酸鐵鋰版本的4680電池也是極有可能的。松下、寧德時代等電池廠商去年就推出了全新的4680電池，能量密度和輸出功率較此前的電池都有大幅提升。

目前市場對4680的前景分歧較大：看好的認為4680可能顛覆現有的電池技術路線，或許迎來圓柱電池的第二春;不看好的則認為4680只是個噱頭，量產遙遙無期。然而4680電池并不存在太大的技術壁壘，作為特斯拉的下一代主力電池，在未來非常有希望被大規模使用。

來源 | 中國能源網

文 | 李穎