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4680电池,如何搅动全球电动车市场?

张贝2023-01-3115776浏览

影响电动车定价最大的因素,就是占据电动车成本超过三分之一的动力电池。因此,动力电池领域的任何风吹草动都会对整个全球电动车行业产生革命性的影响。

农历兔年开年,国内A股的4680电池概念股出现集体上涨。这些和特斯拉不久前才公布的2022年财报以及在美国的一项关于4680电池的浩大投资的有关。尽管特斯拉一直没有宣布中国市场什么时间上马4680。

目前来看,燃料电池成本过高,且加氢站建设还面临非常多的实际问题;固态电池在推进产业化量产的路上依然存在不少困难。因此,传统的锂电池可能依然是最为稳妥也最具有商业化前景的电池技术路线。尤其是随着4680产能开始逐渐爬坡,意味着曾经阻碍其部署的最大障碍已经被清除。不远的将来,如果被实践证明真的能够带来更大的能量密度和更低的成本,那这场由特斯拉牵头的这场4680电池的风潮必然会风靡全球。

4680电池成为特斯拉财报沟通会的亮点之一

在特斯拉的2022年财报沟通会上,4680电池相关的信息也是马斯克对外宣传的亮点所在:一方面,特斯拉奥斯汀工厂的 4680 电池包周产量也已经突破了 1000 个,虽然离开之前的预期还有不小的差距,但是证明这款生产难度较高的电池包的产能正在不断爬坡,未来大规模量产前景可期。

另外一方面,特斯拉还官宣了将在美国内华达州投资超过36亿美元来新建两个工厂:一个用来生产Semi半挂式电动卡车。在2022年底,首辆Semi卡车才被刚刚交付给百事可乐公司;另外一个工厂则用来生产4680电池,规划年产能达到100GWh,可用来适配150万辆轻型车以及Semi电动卡车。在马斯克看来,将来特斯拉4680电池的产能目标为1000GWh到2000GWh甚至3000GWh。而且其适配范围不仅将用于电动车,也将扩展至特斯拉的储能板块,包括专为公共项目和商业项目设计的大型储能电池Megapack和家用储能电池Powerwall。

所有这一切都表明,4680电池不仅在技术上已经成熟,特斯拉正在为其最终的大规模量产做最后的冲刺。

什么是4680电池?

4680电池最早出现在世人面前是在2020年9月的特斯拉电池日上,其全称是4680规格无极耳圆柱电池。

4680主要是指电池单体的尺寸,其中46代表圆柱电池的直径46mm,80指电池的高度是80mm。4680电池之前,特斯拉也曾推出过1865和2170两种规格的圆柱电池。体积更大的4680电池在性能上相比上一代的2170电池出现了明显的提升,被特斯拉视为能够更好地兼顾能量密度以及电池成本的一个比较好的技术方案。

在未来很长一段时间,能量密度依然会是衡量电池性能的重要指标之一。根据相关披露的数据,特斯拉的4680电池采用高镍正极+硅碳负极材料,并在业内首次采用了无极耳技术。这么做的好处是4680电池的能量密度可以达到300Wh/kg。

而和4680电池相比,国内现在主流的电池在能量密度上就差了不少。其中,助力比亚迪大红大紫的刀片电池,第一代产品的能量密度仅为140Wh/kg,通过持续的迭代优化,预计到2025年刀片电池的能量密度也不过只有180Wh/kg左右。至于宁德时代的麒麟电池,如果采用三元高镍的方案,其能量密度将达到255Wh/kg,依然落后于当前的特斯拉的4680电池;如果采用磷酸铁锂方案的话,能量密度只有160Wh/kg。

此外,特斯拉的4680电池容量较2170电池提升了5倍,输出功率增加了6倍,这些都能让电动车的续航里程得到进一步的提升。而随着电池配方的改变以及无极耳设计,电池每千瓦的成本也可降低14%。当然,为了进一步降低成本,也有消息证实特斯拉将研发磷酸铁锂版本的4680电池,而且其将率先被部署在储能领域。

4680电池或成未来趋势

对于特斯拉来说,已经研发成功的4680电池的产能无法提升一直是最大的问题。正如上文所说,特斯拉奥斯汀工厂的 4680 电池包周产量也已经突破了 1000 个,已经被特斯拉作为一个极大的进展对外宣传,而这个产能是无论如何无法满足特斯拉自己的需求。而这也可能是Semi纯电重卡和Cybertruck无法按时量产的重要原因之一。之前阻止特斯拉扩大4680电池产能的瓶颈在于激光焊接和钢壳结构件难度较大,但随着4680电池的持续扩大,相信这些工艺方面的难关已经被很好地克服。

4680电池并不是特斯拉的专属,其只是一种电池的规格和型号。目前电池企业中包括松下、LG新能源、宁德时代、三星SDI以及蜂巢能源等,整车企业中包括蔚来和宝马等都有研发4680电池的规划或者消息传出。未来,4680电池或将有望成为行业内一个主流的锂电池技术路线,成为各个厂商不可或缺的一种动力电池产品。因此,2023年有望成为4680电池放量元年。甚至有券商估计,从2022年至2025年,全球4680电池装机量将从11GWh增加到255GWh,在全球市场的渗透率将从2%增加到20%。而伴随4680电池装机容量的上升,也能够带动产业链上下游的诸如原材料、零部件以及加工设备需求的大幅增长。其中尤以对高镍正极、硅碳负极、碳纳米管导电剂、大圆柱结构件、新型锂盐以及4680电池生产制造设备的需求会大幅攀升。未来在国内A股市场上,拥有相关产品的公司恐迎来一波比较大的利好。

在4680电池领域,特斯拉无疑又领先了一步。不知道等特斯拉的4680电池产量开始真正提升的时候,不仅2.5万美元的ModelQ将问世,现在的Model 3和ModelY将还会存在不小的进一步价格下调的空间。国内整车企业和电池公司也需要迎头赶上,否则到时候现在本已就较大的毛利率差距未来会被持续拉大。到时候特斯拉发起的价格战,将成为我们不可承受之重。 

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