4680越来越近了！将带给电池产业链怎样的变化？

2月20日消息，特斯拉发推文表示，加州的试点工厂在1月份生产了100万块4680电池，标志着4680电池正式进入量产阶段。

预计到2022年年底，特斯拉4680电池产能将达到每年100GWh，满足130万辆电动汽车使用。机构预计，4680电池有望在2022年引领动力电池产业发展方向。

对电池厂商的竞争格局可能会带来变革

世界各地与4680圆电池相关的公司正加速推进4680电池产线建设。4680型电池推出，大大提升了电池的性能，有可能改变未来电池厂的竞争格局。

4680圆柱电池全称是4680规格无极耳圆柱电池。圆柱电池是指电池的外形是圆柱形；4680是指电池的规格，46指圆柱电池的直径为46mm，80指电池的高度为80mm。电池行业资深人士表示，此前圆柱锂电池的尺寸主要是18650和21700两种，21700比18650的能量多50%，4680是21700的能量的5倍。

特斯拉此前表示，正在奥斯汀工厂生产配备4680电池的Model Y，第一批搭载4680电池的汽车将于今年一季度交付。特斯拉CEO埃隆·马斯克表示，德国柏林超级工厂将是世界最大的电池工厂，每年产能将超过100GWh，甚至可能达到200GWh到250GWh。

松下明确表示，量产的4680电池将直接供应特斯拉。松下首席财务官梅田博和（HirokazuUmeda）在财报会上表示，松下将于2022年年初在松下大阪总部附近的和歌山县工厂开始试生产4680电池。“经过各种测试后，我们将安装一条新的4680电池量产线，可能也在和歌山县。”梅田表示，一旦能够交付4680电池，松下将首先优先供应特斯拉。据松下的生产计划，公司预计将在日本投入约800亿日元（约7亿美元）生产4680电池，年产量在10GWh左右，每年可以为15万辆汽车提供动力电池。

国内亿纬锂能、比克电池等多家电池制造商正加紧布局4680电池产线。2021年11月4日，亿纬锂能发布公告，计划在荆门投资305.21亿元，征地约3000亩，建设年产152.61GWh的荆门动力储能电池产业园项目。亿纬锂能曾公开表示，公司已完成大圆柱电池战略布局，包括4680和4695两大型号，预计2023年产能释放20GWh，2024年达到40GWh。

2021年3月19日，比克电池召开媒体沟通会时表示，比克电池正与客户合作进行下一代圆柱电池——全极耳大圆柱电池的应用开发。比克电池电芯研发负责人樊文光表示：“（直径）26mm、32mm，高度从70mm到140mm的电池我们以前都有尝试。特斯拉加入4680电池行业，给这个技术做了很好的背书，把我们引向46mm这个直径。”比克电池认为，大圆柱电池的行业批量生产预计于2023年开始，最早将应用在动力电池市场。

据报道，宁德时代的4680电池研发在加快节奏，项目名称叫“金箍棒”。此外，LG新能源也接连研发了4680、4690等电池，希望再次进入特斯拉供应链。

因为4680电池标准化程度高，规模化量产可能性较大，成长空间广阔。而特斯拉对这种电池型号的需求有望对于电池供应格局产生一定的影响。

技术创新会带来电池领域带来变革

据介绍，该电池能量方面提高5倍，续航里程提高16%，动力方面提高6倍。多项创新技术集成于4680大电池，具有革新性的几项重要技术主要分为（1）采用无极耳，建立卷绕式电芯新标准；（2）负极采用硅基负极，突破现有锂电材料能量密度限制；（3）使用CTC集成技术提升生产效率。

无极耳解决散热难题，助力电池体积的突破。4680电池是21700电池体积的5.48倍，将电池的能量提升5倍，降低电池生产成本14%。然而大体积带来了热量的不可控，增加了燃烧爆炸等风险。无极耳的革新设计便解决了这一难题。往常电池结构中的极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，在单极耳的情况下，发热点会集中在极耳的地方。而4680电池去除了单一的极耳，电极一端通过涂盖的导电材料使其直接与电池外部连接，形成全极耳的模式。在电池内部是没有集中发热点的，热都是在里面均匀分布的。并且该技术还提升了电池的快充性能，15min可充至80%的电量，即续航600公里的车，充电10-15min就可以满足400-500公里的续航。

用硅替代石墨做负极材料，降低负极成本，增加续航里程。4680电池将使用硅基负极材料。相比锂电池的典型负极材料石墨，硅对于锂的嵌入是石墨的9倍、在地球上更为丰富。而硅的难点是，当它充满锂时，体积会膨胀4倍，粒子的挤压会导致材料的绝缘，失去电池容量。而4680通过使用原始冶金硅的技术成功将负极的成本降低到1.2美元/千瓦时，相较使用石墨成本降低88%。同时，硅将增加电池20%的续航里程。

CTC是Cell to Chassis的简称，可理解为CTP（Cell to Pack）的进一步延伸，其核心在于省去模组、打包过程，将电芯直接集成到汽车底盘上，实现更高程度集成化。CTP由于省去了电池模组，相比于传统电池包，可以使体积利用率提升15％－20％，零件数量减少40％，生产效率提升50％并降低动力电池的制造成本。目前像宁德时代、比亚迪、特斯拉等国内外大型电池公司都推出了自己对于CTC的方案。

民生证券表示，4680电池在电芯结构方面采用新型无极耳技术，可实现降本增效。无极耳技术一方面增大了电流传导面积、缩短电流传导距离，大幅降低电池内阻；内阻降低可以减小电流偏移现象，延长电池寿命；电阻减小还可降低热量产生，电极导电涂层和电池端盖的有效接触面积可达到100%，能提升散热能力。

此外，4680电池优化电池结构、简化生产工序，每千瓦时成本将降低14%；省去极耳焊接过程，提高了生产效率，同时还可降低因焊接产生的不良率。

新技术对于上下游产业链条有望产生变革

4680电池的推出对于产业链产生了深远的影响。无极耳技术方面，对涂布机、卷绕机、激光器提出更高的要求。涂布机涉及的企业主要有赢合科技、嘉拓智能（璞泰来子公司）、浩能科技（科恒股份子公司）。卷绕机涉及的主要企业有先导智能、赢合科技、利元亨。激光机涉及的企业主要有联赢激光、大族激光以及光大激光。

在材料方面，将产生五种影响：

硅基负极：相比锂电池的典型负极材料石墨，硅对于锂的嵌入是石墨的9倍、储量更加丰富。而石墨等其他材料的能量密度已经挖掘的差不多了，使用硅基负极有望打破目前的限制。涉及的主要企业有璞泰来、贝特瑞、中国宝安等。

高镍三元：高镍三元成本将比铁锂更低，而且随着CTP 技术的提升，高镍三元能量密度有望进一步提升，而铁锂提升空间有限。因此，高镍三元对于电动车的长续航发展更有帮助。涉及的主要企业有中伟股份、容百科技、长远锂科、当升科技。而镍矿作为原材料，也会迎来需求受益，标的涉及华友钴业、盛屯矿业、格林美等。

单壁碳管：硅基负极本身导电性能差，因此会增加碳纳米管的使用，且为单壁碳纳米管。涉及的主要企业主要为天奈科技。

LiFSi（双氟磺酰亚胺锂盐）：LiFSI具有较好的热稳定性、电化学稳定性、更高电导率，提升电池性能。涉及的主要企业是天赐材料。

结构件：主要改变在结构件和工艺。与方壳相比，4680圆柱电池对模具和定位等设备环节提出了更高的要求，需要用到卧式冲压生产技术。涉及到的企业主要有科达利、昇兴股份。

4680电池的推广，有可能会改变现有的上下游产业链。