由于4680大圆柱电池兼具安全性高和成本低的双重优势，车企和电池厂商都将4680大圆柱电池的布局规划提上日程。

 

       4680电池尚未正式问世就火了。

 

       这两日，星云股份和高澜股份等锂电产业链公司先后在投资者互动平台回答与4680电池相关的投资者问题；而真正将4680电池推到浪潮之上的是松下和特斯拉的动作。

 

       加拿大安大略省马卡姆市市长弗兰克斯卡皮蒂发布推特宣布，特斯拉将在该市建造一座工厂，用于生产电池制造设备，并供应全球超级工程；而业内普遍认为特斯拉这一举动意在加快4680电池量产进程。无独有偶，此前，松下曾首次披露为特斯拉研发生产4680电池原型，并表示在技术上基本已准备好量产特斯拉4680电池。

 

       招商证券分析认为，随着特斯拉等车企未来相继搭载4680电池，高镍电池发展有望加快，而其外壳制造工艺、极耳焊接等环节可能也会相应地进步与变化；东吴证券则表示，大圆柱电池在能量密度和生产成本方面存在巨大优势，未来有望成为一种重要的技术路线。

 

       “呼之欲出”的4680电池到底是什么？

 

       2020年9月，特斯拉在电池日上首次公开描绘了4680电池。特斯拉方面曾展望称，相较于此前采用的2170电池，4680电池的电芯容量是2170电池的五倍，能够提高相应车型16%的续航里程；同时，特斯拉表示，估算4680电池方案将比2170电池方案成本有所降低，大约降低14%。

 

       到底什么是4680电池？4680电池是指直径46毫米 、高度80毫米、单节容量为22Ah的锂电池；相较于2170锂电池，4680电池的体积更大，也被称为大圆柱电池。从技术层面来看，特斯拉4680电池最大的特点是无极耳技术；但实际上，无极耳技术并不是取消极耳，而是让电池的接触面全部具备极耳功能，降低电阻等，有利于解决电池容量大幅增加后存在的潜在安全问题。

 

       天风证券表示，4680电池将带来全材料体系ASP的提升，其中有增量逻辑的是硅基负极、碳纳米管、LiFSI电解液；同时隔膜空卷、铝箔和铜箔等材料用量减少；此外设备工艺也有相应的更新，例如，极耳技术和涂布。一位电池行业从业者表示，4680电池的优点一是圆柱体的弧形表面，接触面积相比方形少，减少热量传递，降低热失控的概率；二是同样体积内需要的电池少，降低BMS的难度。

与现阶段锂电池相比，首先，4680电池通过降低结构件重量占比将电池整体能量密度提升约10%-20%；同时单体容量也比传统电池增加，倍率性能相对于有极耳电池提升6倍。其次，在成本方面，浙商证券分析认为，无极耳设计将降低电池发热，降低电池液冷系统费用，同时能量密度提升降低单GWh成本，整体来看受益于无极耳架构与电池包的设计，成本或将降低50%。

 

       长江证券在研报中指出，4680圆柱电池的边际变化，将带来部分材料、设备环节的积极变化；例如高能量密度材料的导入，预计高镍、含硅负极等新技术推广会加速；结构件方面将采用预镀镍钢壳工艺，有望提高产品的抗腐蚀性、一致性和安全性；同时对加工设备、模具以及拉伸工艺的要求也更严格，封装工艺、极耳工艺也会有变化。

 

       而相对于行业，反应更为迅速的是资本市场。日前，受4680电池利好消息影响，锂电池板块集体走高，多家企业一路高涨或是封涨停板，例如11月8日亿纬锂能盘中最高涨幅超18%，股价创历史新高；11月10日，孚能科技、鹏辉能源、百川股份等个股一路高涨。

 

       电池厂商加速布局，4680电池产量近了？

 

       由于4680大圆柱电池兼具安全性高和成本低的双重优势，车企和电池厂商都将4680大圆柱电池的布局规划提上日程。

 

       11月5日亿纬锂能宣布，子公司亿纬动力拟与荆门高新技术产业开发区管理委员会签订《合同书》，分别在荆门高新区投资建设20GWh乘用车用大圆柱电池生产线及辅助设施项目、16GWh方形磷酸铁锂电池生产线及辅助设施项目，投资项目固定资产投资总额约为62亿元；业内分析认为，其中涉及的大圆柱电池生产线或为4680和4695大圆柱电池生产线。与此同时，亿纬锂能董事长刘金成表示，“将在荆门动力储能电池产业园建设4680和4695大圆柱电池生产线。”

 

       据悉，宁德时代也将加快大圆柱电池的研发节奏，规划八条生产线；而比克电池则是一向坚持圆柱路线，今年3月发布全极耳4680圆柱电池，电芯样品预计年内实现批量下线。

 

       实际上，从头部电池厂商的布局来看，蜂巢能源、LG化学、三星SDI、松下等都已布局大圆柱/4680电池的开发。松下方面曾公开表示，松下正准备为特斯拉批量生产4680大圆柱电池单元，4680电池产品开发的技术目标已基本实现，但大规模量产仍存在技术门槛。例如需要把制造工艺提高1-2个级别，否则容易出现安全问题。

 

       不仅电池厂商在加速大圆柱/4680电池的研发量产，车企方面也在加紧为大圆柱/4680电池的量产铺路。特斯拉去年提出4680电池，计划2022年初在美国工厂实现4680电池装车，业内预测国内至少到2023年实现4680电池装车；目前特斯拉计划在加拿大建设工厂。

 

       除了特斯拉之外，宝马集团也有大圆柱电池的研发规划。据了解，宝马4695三元大圆柱预计开标100-120GWh，7年周期，预计正式批量生产的时间为2024年。

 

       车企和电池厂商的加速布局是否意味着4680电池/大圆柱电池量产时间点越来越近？按照当前电池厂商和车企公布的规划来看，业内普遍认为，4680电池/大圆柱电池从2022年开始进入加速渗透期，预计量产时间集中在2022年-2024年。

 

       天风证券表示，“国内厂家在4680电池产能规划完成后，从前期技术交流、协议签订到设备交付大约需要4个月至6个月。由于目前行业火爆，设备交付周期可能会延长到6个月至8个月；因此，预计明年4月-6月之间有批量的产线交付，而海外的4680电池交付将晚于国内厂商。”

 

       动力电池技术路线如何演进？推动三元高镍线加快发展，锂电产业链再升级

 

       随着新能源汽车的快速发展，动力电池的需求也随之增加。SNE Research预测，到2023年，新能源车的动力电池需求预计将达到406GWh，供应预计为335GWh，缺口约为18%；到2025年，供应缺口将达到40%左右；中信证券预计，锂电池需求未来五年的复合增速在30%以上。

 

      至于4680电池/大圆柱电池是否会成为动力电池产业趋势和方向，业内持有不同观点。一方面，有观点认为4680电池/大圆柱电池量产仍需要一段时间，电池技术路线仍在朝着多元化发展；另一方面，有观点认为，对于需要快充的车型以及系统设计能力、BMS能力强的车企来讲，4680电池/大圆柱电池需求量高，其成本、效率和安全性都有明显优势。自然，也有持中立观点，认为根据纯电动汽车的需求、车企的系统设计能力等因素，需要先考虑能否驾驭4680电池/大圆柱电池。

 

      另外，业内有观点认为，4680电池/大圆柱电池的推出将驱动三元高镍路线的加速发展；开源证券认为，锂电池龙头抢位布局4680电池/大圆柱电池，能够通过产品创新驱动锂电产业链的升级，从本质上可以提升高镍三元的使用。

 

      目前，动力电池技术路线以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主，今年磷酸铁锂电池实现逆袭，出于成本、技术特点优势与三元锂电池无较大差别等因素，多家车企车型也普遍配备磷酸铁锂电池。从整体动力电池行业来看，业内认为基于不同级别的纯电动汽车、不同的目标用户群体对出行、价格等有不同的需求，纯电动汽车的续航里程也呈现出多元化的需求，动力电池也会呈现多种技术路线共存市场的局面。