中國(guó)粉體網(wǎng)訊  4680的出圈，讓被壓制很久的三元電池陣營(yíng)又迎來(lái)了一波關(guān)注。4680大圓柱電池不是個(gè)新概念，去年特斯拉電池日上老馬就瘋狂安利過(guò)。其命名含義是電池直徑46mm、高80mm，也是2170圓柱的替代品。

圖：特斯拉電池日

這次時(shí)隔1年后再次爆火，主要受兩個(gè)消息催化。

一是特斯拉將在加拿大建一座鋰電設(shè)備廠，主要做4680電池量產(chǎn)，最快明年上半年先用在Model Y上。

二是億緯鋰能劉老板在湖北荊門項(xiàng)目開工儀式上，發(fā)表的一段講話：“我們現(xiàn)在建的，是中國(guó)第一家，有可能在全世界最先量產(chǎn)4680、4695電池的生產(chǎn)基地，這里生產(chǎn)的電池將裝備給全世界最牛逼的公司。”

群眾普遍比較感興趣的是，這“全世界最牛逼”指的哪家。

目前，明確在技術(shù)路線上使用大圓柱的車企只有兩家，特斯拉和寶馬。

特斯拉后期用4680是板上釘釘，寶馬之前一直走方形路線，后面也要加入大圓柱，電池技術(shù)平臺(tái)轉(zhuǎn)向4695。

億緯鋰能在荊門的乘用車大圓柱項(xiàng)目產(chǎn)能總共20GWh，寶馬不用4680，別的車企除了特斯拉都吃不了這么大的量。

所以，這一波相當(dāng)于在明示，億緯很可能會(huì)成為特斯拉的供應(yīng)商。

之前億緯鋰能就疑似在紀(jì)要里透露過(guò)，相信自己的大圓柱會(huì)比寧德做的好，如果這次入特實(shí)錘，也算是局部逆襲了。

4680真有搞頭？

4680大圓柱這陣風(fēng)是特斯拉吹起來(lái)的，去年大家都當(dāng)個(gè)概念來(lái)看，因?yàn)闆]哪家能量產(chǎn)。

而最近一系列的信號(hào)表明，明年特斯拉、松下、億緯這些大廠的大圓柱就能實(shí)現(xiàn)規(guī)模出貨。

圖：特斯拉德州工廠

網(wǎng)上一段視頻顯示，裝著正極、負(fù)極生產(chǎn)設(shè)備的卡車已經(jīng)開進(jìn)了特斯拉在德州的超級(jí)工廠，準(zhǔn)備試產(chǎn)4680電池。

上個(gè)月，柏林超級(jí)工廠落成，明年開始交付搭4680的Model Y。

松下的進(jìn)展還要更快一點(diǎn)，之前搞了條測(cè)試線，現(xiàn)在在搭正式產(chǎn)線，明年上半年就能量產(chǎn)。

億緯的大圓柱項(xiàng)目剛開建，估計(jì)到明年底完成，規(guī)模放量和供應(yīng)會(huì)等到23年。

技術(shù)層面上，2170到4680的升級(jí)，絕不僅是“從5號(hào)電池到1號(hào)電池”那么簡(jiǎn)單。

主流動(dòng)力電池按材料可以分成三元、磷酸鐵鋰，按結(jié)構(gòu)可以分成方形、軟包和圓柱。

海外車企之前走三元路線，北美特斯拉以NCA為主，歐洲那邊是NCM，基本沒有用磷酸鐵鋰的。

今年開始，鐵鋰的風(fēng)潮流向海外，標(biāo)志是Model 3、Model Y標(biāo)準(zhǔn)版會(huì)大規(guī)模采用磷酸鐵鋰電池。

之后韓系大廠LG、SKI也紛紛表示要加入磷酸鐵鋰技術(shù)。

國(guó)內(nèi)近年情況屬于三元、鐵鋰輪流坐莊，今年輪到磷酸鐵鋰逆襲。

2017年以前，新能源車市場(chǎng)主要以商用車為主，鐵鋰的成本、安全性恰好契合商用車，所以一直占大頭，這時(shí)候三元鐵鋰大概是37開。

17年開始，新能源汽車補(bǔ)貼要求開始圍繞續(xù)航里程、能量密度、電耗三個(gè)指標(biāo)展開，三元電池在這方面有先天優(yōu)勢(shì)，總體上占據(jù)了60%~70%的市場(chǎng)。

而到今年，磷酸鐵鋰又開始逆襲，7月以后國(guó)內(nèi)鐵鋰電池的裝車量連續(xù)四個(gè)月超越三元電池。

三元還是鐵鋰？面對(duì)這個(gè)大是大非問題，大的電池、材料廠都不敢單方面梭哈。

國(guó)外的LG、SKI，國(guó)內(nèi)的華友鈷業(yè)，最近都在考慮往鐵鋰方面做。

大廠里面，松下的頭最鐵，表示會(huì)堅(jiān)持做三元。

所以，近幾年的材料路線不會(huì)有大的變化，4680也很難改變這種現(xiàn)狀。

但這并不妨礙，4680會(huì)有很大的搞頭。

與傳統(tǒng)電池相比，除了體積變大，4680采用了無(wú)極耳設(shè)計(jì)，就是沒有傳統(tǒng)電池的那一塊凸起，頭頂是平的。

而2170和1865電池一般是一個(gè)極耳或者兩頭極耳，大圓柱則將負(fù)極整合成一體和外殼相通，整個(gè)外殼都是負(fù)極，所以也能叫“全極耳”。

圖：特斯拉柏林工廠

無(wú)極耳的設(shè)計(jì)可以讓導(dǎo)電涂層直接與電池端蓋接觸，接觸面積達(dá)到100%，很大緩解了電池單體散熱的問題。

目前，大部分車企使用液冷作為熱管理的主要手段，而圓柱電芯排列后本身就有空隙，阻礙了一定的熱傳遞，再配合無(wú)極耳設(shè)計(jì)，有很高的防熱閾值。

另外，4680的開發(fā)初衷是為了提高能量密度，體積大了后，更能兼容高能量密度材料如高鎳、硅碳等。

所以大圓柱最適合的就是高鎳三元，包括超高鎳的NCMA、91等方案。

前期能量密度目標(biāo)是300wh/kg，后期用超高鎳、硅碳負(fù)極后，可以做到350-400 wh/kg，突破現(xiàn)有的能量密度瓶頸。

除了在熱管理和能量密度上有較大提升外，大圓柱還有個(gè)大看點(diǎn)是跟其搭配的CTC封裝方案。

CTC就是把圓柱電芯直接集成到整車底盤上，去掉了電池包和模組，實(shí)現(xiàn)了電池和車身一體化。

圖：特斯拉柏林工廠

不夸張地說(shuō)，CTC技術(shù)的應(yīng)用能把圓柱電池帶到一個(gè)全新的維度。

原材料普漲的背景下，通過(guò)組裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)降本非常重要，CTC能節(jié)省很多的pack和模組，在降本的同時(shí)還能減重。

按老馬自己的話說(shuō)，采用了CTC技術(shù)后，可以節(jié)省370個(gè)零部件，為車身減重10%，將每千瓦時(shí)的電池成本降低7%。

4680的無(wú)極耳，疊加激光焊接技術(shù)、CTC技術(shù)，使得鋰電子從陰極到陽(yáng)極轉(zhuǎn)換速度更快，能量密度更高。

4680+CTC的組合，很有可能實(shí)現(xiàn)寧德曾老板當(dāng)初的預(yù)測(cè)，“使新能源汽車成本可以直接和燃油車競(jìng)爭(zhēng)”。

所以，從高續(xù)航和降本的角度，4680都會(huì)有搞頭。

顛覆電池格局？

4680 作為還未量產(chǎn)的“新事物“，本身有不錯(cuò)的優(yōu)勢(shì)。

而特斯拉作為行業(yè)先驅(qū)，已經(jīng)引發(fā)數(shù)次鋰電產(chǎn)業(yè)鏈革命，有極強(qiáng)的帶貨效應(yīng)。

所以市場(chǎng)上就有聲音，覺得4680有機(jī)會(huì)引起一場(chǎng)技術(shù)變革，顛覆動(dòng)力電池現(xiàn)有格局，扭轉(zhuǎn)三元的頹勢(shì)。

今年前10月的電池裝機(jī)數(shù)據(jù)出來(lái)后，磷酸鐵鋰的累計(jì)產(chǎn)量首次超過(guò)三元，已經(jīng)確定在全年裝機(jī)量上會(huì)實(shí)現(xiàn)反超。

這輪鐵鋰的強(qiáng)勢(shì)，其實(shí)有著非常清晰的邏輯。

現(xiàn)在是電動(dòng)車做市場(chǎng)導(dǎo)入，滲透率快速爬升的時(shí)期，價(jià)格取代續(xù)航成為產(chǎn)品的主要矛盾。

寧德時(shí)代的CTP、比亞迪的刀片、國(guó)軒的JTM，都能通過(guò)優(yōu)化模組結(jié)構(gòu)達(dá)到提升能量密度的效果。

磷酸鐵鋰本來(lái)就有經(jīng)濟(jì)性和安全性的優(yōu)勢(shì)，續(xù)航起來(lái)后，大多數(shù)中低端車型還是傾向于用鐵鋰。

在未來(lái)兩年，磷酸鐵鋰裝機(jī)量會(huì)進(jìn)一步攀升，疊加上儲(chǔ)能，明年整體跟三元的比例可能達(dá)到64開。

但是從長(zhǎng)期看，24、25年甚至于再往后，多數(shù)業(yè)內(nèi)大佬還是更看好三元路線。

中國(guó)以外，絕大多數(shù)歐美車企還是以三元電池為主，未來(lái)會(huì)從中鎳三元往高鎳三元走，這個(gè)技術(shù)趨勢(shì)基本已經(jīng)確定了。

其中明確表明使用磷酸鐵鋰的只有特斯拉和奔馳，特斯拉給寧德的鐵鋰訂單是45GWh，奔馳的用量還沒有鎖定，其他歐美車企都還沒說(shuō)要用鐵鋰電池。

能量密度上，磷酸鐵鋰即便用到CTP、刀片的電芯技術(shù)，大概平均也只能到180wh/kg。

像Model Y的標(biāo)續(xù)版，官方續(xù)航里程是525公里，實(shí)際開起來(lái)要打八折，大概400多公里，再開個(gè)空調(diào)或是冬天開，實(shí)際續(xù)航估計(jì)還不到400公里。

這個(gè)水平從體驗(yàn)上來(lái)說(shuō)肯定不算理想。

另外，隨著汽車智能化發(fā)展，單車用電量也會(huì)越來(lái)越高，當(dāng)新能源車保有量上來(lái)后，主要矛盾還是會(huì)轉(zhuǎn)移到能量密度上。

跟手機(jī)類似，更強(qiáng)大的硬件必然帶來(lái)更高的能耗，按鐵鋰現(xiàn)在這個(gè)能量密度，不太能撐起一臺(tái)智能化整車的續(xù)航。

未來(lái)三元想再次領(lǐng)先，會(huì)走兩條路徑，一是高鎳和超高鎳，完全拉開跟鐵鋰的能量密度差距；二是降本，縮小跟鐵鋰的成本差距。

相比于現(xiàn)在的三元方形和軟包，4680可以更好實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)。

按特斯拉自己規(guī)劃的使用場(chǎng)景，入門級(jí)產(chǎn)品和儲(chǔ)能站，優(yōu)先考慮使用壽命（充放電次數(shù)），電池會(huì)主要考慮使用磷酸鐵鋰電池。

圖：特斯拉產(chǎn)品規(guī)劃

長(zhǎng)續(xù)航的中端產(chǎn)品和重量敏感的高端產(chǎn)品，還是使用三元的高鎳低鈷電池。

Model Y之后，4680可能陸續(xù)用在Model S、Cybertruck等車型上。

從目前的方案看，特斯拉未來(lái)的產(chǎn)品線可能會(huì)是CTP+磷酸鐵鋰做入門車型，CTC+4680做中高端車型。

如果情形順利實(shí)現(xiàn)，先不說(shuō)對(duì)鐵鋰的影響，在三元內(nèi)部4680肯定會(huì)取代部分軟包和方形的份額，畢竟之前崇尚方形的寶馬也要搞大圓柱。

軟包更慘一點(diǎn)，成本不如4680，還有漏液?jiǎn)栴}，未來(lái)市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)越來(lái)越小。

從這個(gè)角度看，即使改變不了三元、鐵鋰的競(jìng)爭(zhēng)局面，4680還是很有可能顛覆三元的內(nèi)部格局。

量產(chǎn)前夜

國(guó)內(nèi)關(guān)于大圓柱的進(jìn)展，億緯鋰能是最快的，20GWh的產(chǎn)能預(yù)計(jì)明年投產(chǎn)，后年開始放量供給寶馬和那個(gè)未官宣的“最牛逼的公司“。

今年8月底，特斯拉開始在國(guó)內(nèi)尋找4680大圓柱電池的合作廠商，特斯拉出設(shè)計(jì)，由電池廠家代工。

之前就有消息傳出，特斯拉跟億緯做過(guò)大圓柱方面的商業(yè)洽談，不過(guò)被億緯辟謠。

這次計(jì)劃投資463億元的荊門動(dòng)力儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)園，億緯還拉上了恩捷股份、新宙邦、格林美和科達(dá)利。

其中科達(dá)利做的4680大圓柱結(jié)構(gòu)件，客戶正是特斯拉和寶馬。

在億緯鋰能改版后的官網(wǎng)中，也在動(dòng)力電池產(chǎn)品處新出現(xiàn)了大圓柱電池的身影。

圖：億緯鋰能大圓柱電池

除了高續(xù)航、無(wú)極耳（全極耳）、無(wú)熱蔓延幾個(gè)特性外，還出現(xiàn)了超級(jí)快充屬性。

不同于2170的鋁絲焊，4680電芯采用的無(wú)極耳方案可以直接讓金屬片與電芯極耳進(jìn)行連接，快充性能可以提高三倍以上。

9月份，以色列的電池開發(fā)商Store Dot宣布推出一款硅主導(dǎo)技術(shù)的超快速充電4680電池，可在十分鐘內(nèi)充滿電。

而Store Dot正是億緯鋰能的合作伙伴，電池樣品通過(guò)億緯的產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。

所以從電池廠看，4680方向目前受益最大的還是億緯鋰能。

材料上，目前從4680的結(jié)構(gòu)和參數(shù)來(lái)看，和傳統(tǒng)高鎳圓柱電芯有很大的區(qū)別。

體積變大后，4680對(duì)高能量密度材料的兼容性更強(qiáng)，正極可以用8系、9系材料，高鎳出貨占比高的正極廠可能會(huì)加快導(dǎo)入速度，如容百科技、芳源股份等。

解決了硅碳的膨脹問題，硅碳負(fù)極的用量會(huì)有很大提升，松下、三星體系都已經(jīng)在使用，特斯拉也會(huì)跟進(jìn)。

但硅碳負(fù)極本身導(dǎo)電性能差，因此會(huì)增加碳納米管的用量，這里也會(huì)出現(xiàn)機(jī)會(huì)。

另外，還有兩個(gè)材料會(huì)出現(xiàn)比較大的增量需求，分別是粘結(jié)劑、涂層PVDF和電解液溶質(zhì)LiFSI。

4680在正極負(fù)極添加了PVDF涂層，用更多的鋁箔和銅箔保護(hù)電極材料，使得導(dǎo)電性更加靈敏，整體會(huì)提高8%的用量。

受環(huán)保和配額影響，PVDF的擴(kuò)產(chǎn)難度很高，只有東岳集團(tuán)、巨化股份、聯(lián)創(chuàng)股份等少數(shù)幾家公司有產(chǎn)能和擴(kuò)建能力。

未來(lái)2年P(guān)VDF供給已經(jīng)很緊張了，4680可能進(jìn)一步加劇緊張局面。

LiFSI之前一直是電解液溶質(zhì)六氟的候補(bǔ)，優(yōu)秀的高、低溫性能、導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性可以彌補(bǔ)六氟的部分性能缺陷，但由于成本較高，還未形成對(duì)六氟的替代。

但電池高鎳化以后， LiFSI作為添加劑開始被批量使用。

LiFSI在普通高鎳三元只有3%左右，而在4680中，用量會(huì)直接提高到15%。

目前越來(lái)越多的電解液廠商開始擴(kuò)充LiFSI產(chǎn)能，包括天賜材料、多氟多、永太科技等。

大幅擴(kuò)產(chǎn)預(yù)期甚至導(dǎo)致資金開始關(guān)注LiFSI的上游原材料氯化亞砜，擁有全球最大氯化亞砜產(chǎn)能的凱盛新材，一上市就被各大公募、社保資金搶著配置。

從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看，4680電池將帶來(lái)的有可能是全材料體系的提升，實(shí)際量產(chǎn)之后，估計(jì)還會(huì)出現(xiàn)更多的細(xì)分機(jī)會(huì)。

之前CTP推出的時(shí)候，很多企業(yè)還在觀望和猶豫，現(xiàn)在CTP已經(jīng)成為一項(xiàng)普及的技術(shù)。

去年大多數(shù)人還把4680當(dāng)概念看，笑稱為“1號(hào)電池”，如今離量產(chǎn)卻越來(lái)越近。

動(dòng)力電池技術(shù)本來(lái)就是處在不斷的革新和發(fā)展中，前兩年覺得遙遠(yuǎn)的事情，可能馬上就會(huì)普及，技術(shù)的顛覆遠(yuǎn)遠(yuǎn)比想像中來(lái)得快。

關(guān)于4680未來(lái)的空間，難以預(yù)料，只能邊走邊看。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/波德）

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