4680電池 特斯拉的新鐮刀

　　3月18日，國家發(fā)改委再次宣布油價(jià)上漲，算上這次調(diào)價(jià)，這已經(jīng)是今年國內(nèi)油價(jià)的第六次上漲。而就在大家“逃離”燃油車、關(guān)注純電車的時(shí)候，特斯拉、理想、威馬等新能源勢力也紛紛漲價(jià)。如此“兩難”的背后，藏著消費(fèi)者對能源優(yōu)化的巨大期待。

　　而近日，日本廣播協(xié)會(huì)報(bào)道，松下公司計(jì)劃在美國購買土地，建設(shè)一座大型的動(dòng)力電池工廠，該工廠的投資金額或高達(dá)數(shù)十億美元，可能將為特斯拉生產(chǎn)4680電池。而就在不久之前，特斯拉發(fā)推文表示，加州的試點(diǎn)工廠在1月份生產(chǎn)了100萬塊4680電池，這標(biāo)志著4680電池正式進(jìn)入量產(chǎn)階段。

　　繼2020年9月特斯拉在電池日活動(dòng)上首次發(fā)布4680電池之后，4680電池的任何一則消息都頗受市場關(guān)注。這個(gè)新型電池不僅在成本上有明顯降低，在續(xù)航和充電上也有較大提升。在眼下這個(gè)電池技術(shù)亟需突破的時(shí)期，4680電池的出現(xiàn)無疑會(huì)對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來不小的影響。

　　首當(dāng)其沖的就是電池行業(yè)，誰能第一個(gè)實(shí)現(xiàn)4680電池的量產(chǎn)，誰就能掌握市場的主動(dòng)權(quán)。而對于車企來說，承受特斯拉帶來壓力的同時(shí)，誰能快一步在量產(chǎn)車型上使用4680電池，自然也能在競爭激烈的市場中殺出一條路來。

　　毫無疑問，4680電池在引領(lǐng)動(dòng)力電池變革的同時(shí)，也將在一段時(shí)期內(nèi)塑造出一個(gè)新的市場格局。

　　一節(jié)更比五節(jié)強(qiáng)

　　在汽車電動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程中，續(xù)航里程、成本一直是制約純電動(dòng)汽車快速實(shí)現(xiàn)市場全面滲透的重要因素。電池作為突破點(diǎn)，一直是各家車企、電池廠商發(fā)力的重點(diǎn)。

　　2020年9月，特斯拉在電池日活動(dòng)上首次亮相了具有顛覆性意義的4680電池，引起軒然大波。業(yè)界之所以會(huì)有這樣的反應(yīng)，第一個(gè)原因是4680電池與傳統(tǒng)電池在電芯結(jié)構(gòu)上有明顯區(qū)別。

　　眾所周知，現(xiàn)有電動(dòng)汽車的電池是以模塊化的形式呈現(xiàn)的。十幾個(gè)單獨(dú)的電池串聯(lián)變成一組，再由十幾組串聯(lián)變成一塊，最后幾十塊打包成一個(gè)電池包。這種連接方式有一個(gè)問題，那就是電池的極耳占據(jù)了大量空間，并且極耳的成本不低。

　　所謂電池極耳，其實(shí)就是電池凸起部位，分別連接正極與負(fù)極。它的作用是代表電池電極的輸出端，也是電池內(nèi)部最容易過熱的地方。而特斯拉發(fā)布的4680電池與現(xiàn)有電池的最大的區(qū)別，就是直接從正極、負(fù)極上剪除了極耳，縮短了極耳間距的同時(shí)，還增加了極耳面積。

　　這一特性讓4680電池不用再遵循組到塊、塊到包的形式，而是直接將電池融為一體。不僅降低了整個(gè)電池包的體積和成本，也使得電池之間的導(dǎo)電面積有所變大，進(jìn)而讓電池的傳輸效率變高，有效地解決了高能量密度電芯的散熱問題。

　　更重要的是，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅能簡化工廠的生產(chǎn)流程，同時(shí)也有助于減輕車身重量。

　　其次，在電池材料上4680也另辟新徑，采用了硅碳負(fù)極材料。

　　理論上，硅碳負(fù)極的能量密度比傳統(tǒng)石墨負(fù)極要高8%以上，體能密度則可提升10%以上。同時(shí)，由于石墨負(fù)極的電壓十分接近鋰的沉積電位，硅基負(fù)極材料相比之下有更好的安全性。且硅材料來源廣泛、成本低廉，是一種環(huán)保原料。

　　另外，在電池生產(chǎn)工藝上，特斯拉4680電池采用的是干電極技術(shù)，省去了傳統(tǒng)電池放置溶液和干燥的過程，節(jié)約溶劑開支和覆膜機(jī)成本的同時(shí)，也解決了溶劑中的鋰和碳若不能融合所帶來的容量損失的問題，從而提高了約5%的電池能量密度。

　　特斯拉官方數(shù)據(jù)顯示，4680電池的能量密度將達(dá)到300kWh/kg，4680電芯的單體能量提高5倍，整車?yán)m(xù)航里程增加16%，輸出功率提升6倍，成本降低了14%。

　　而目前特斯拉已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)4680電池，實(shí)際上單顆電池電量是98Wh。相比舊款2170電池18.875Wh的電量，電量都達(dá)到了五倍以上，真正實(shí)現(xiàn)了“一節(jié)更比五節(jié)強(qiáng)”。

　　不過需要注意的是，在售的Model Y長續(xù)航版需要4416顆2170電池，當(dāng)換成一體化車身結(jié)構(gòu)搭配4680新電池，實(shí)際上需要的電池?cái)?shù)量則介于800-840顆。所以一顆4680電池可以抵五顆2170電池，并不代表Model Y的續(xù)航會(huì)多出五倍。

　　當(dāng)然，當(dāng)前量產(chǎn)的4680電池或許并不是最終形態(tài)。據(jù)長期追蹤特斯拉消息的推特紅人Troy Teslike透露，目前4680電池還只是第一代，明后年還會(huì)繼續(xù)進(jìn)化，將能量密度提升至108Wh與118Wh。也就是說，特斯拉4680電池未來電量還會(huì)增長20%左右。

　　可以確信的是，隨著不斷迭代，逐步突破消費(fèi)者里程焦慮后，4680電池也將對傳統(tǒng)燃油車車企和新能源車企格局產(chǎn)生不小的沖擊。

　　雙拳“捶”四手

　　無論從哪個(gè)角度看，4680電池確實(shí)有很大進(jìn)步，而且它正在以超越業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)的速度進(jìn)入量產(chǎn)階段，這對于傳統(tǒng)燃油車和新能源車的現(xiàn)有格局，都將造成不小的動(dòng)蕩。

　　首先是新能源車企方面。特斯拉CEO馬斯克曾直言，4680電池是技術(shù)上的“巨大突破”，將使他的公司生產(chǎn)售價(jià)2.5萬美元的電動(dòng)汽車成為可能。

　　要明白，這比目前特斯拉在售最便宜的國產(chǎn)Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級版車型，還要便宜10多萬元。而目前國內(nèi)市場17萬元區(qū)間的電動(dòng)車是純電動(dòng)車中相對走量的一個(gè)版塊，主要覆蓋在自主品牌A級車型的高配車型以及合資品牌A級電動(dòng)車。

　　而且，在經(jīng)過連續(xù)的新能源補(bǔ)貼退坡之后，明年我國新能源汽車補(bǔ)貼將徹底取消，這會(huì)極大地削弱國產(chǎn)新能源汽車“性價(jià)比”的優(yōu)勢。同時(shí)，明年特斯拉的4680電池也將開始大面積量產(chǎn)裝車。

　　可以想象，如果搭載4680電池的2.5萬美元車型順利推出，那么其將成為馬斯克手中的屠刀，揮舞之下，國內(nèi)新能源市場將遭血洗。

　　眾所周知，國內(nèi)的大部分新能源車企仍未脫離“盈利困境”。屆時(shí)想通過降價(jià)來抵抗顯然是行不通的，技術(shù)突破也不是一朝一夕的事情，在坐等“挨打”后，或許拋棄現(xiàn)用的方形電池，跟進(jìn)嘗試使用圓柱電池是條不錯(cuò)的路。但在轉(zhuǎn)型“嘗試”的日子里，消費(fèi)者的目光仍會(huì)集中在特斯拉身上。

　　其次是傳統(tǒng)燃油車方面。目前傳統(tǒng)燃油車之所以仍是消費(fèi)者的首要購買對象，主要原因在于續(xù)航及能源補(bǔ)充效率。

　　一般來說，燃油車一箱油可續(xù)航500-600km，無論季節(jié)、負(fù)載、是否開空調(diào)，對續(xù)航里程的影響都不大;而目前純電汽車?yán)m(xù)航大約在500km左右，如果開啟空調(diào)、提高負(fù)載、高速行駛，續(xù)航里程還要打折扣，如在寒冷地區(qū)，則續(xù)航衰減更多。

　　另外就是能源補(bǔ)充了，相比眼下的充電樁數(shù)量，目前加油站數(shù)量明顯要多出很多，這讓燃油車隨時(shí)隨地可以加油，兩三分鐘即可“滿血復(fù)活”。而純電車首先要尋找充電樁，即便是快充，也需要40-60分鐘才能充電至80%，效率低下。

　　但傳統(tǒng)燃油車的這兩個(gè)優(yōu)勢，隨著4680電池的大規(guī)模量產(chǎn)與交付，將大打折扣。首先續(xù)航上相比一般燃油車要高出不少，其次在充電速度上，4680電池僅需15分鐘就可以從10%充到80%，比目前的2170電池還快了10分鐘。

　　當(dāng)然，不可否認(rèn)的是，在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)汽車仍無法完全替代燃油車，不過隨著燃油車的優(yōu)勢不斷衰減，電動(dòng)汽車將成為絕對的主力，成為大多數(shù)消費(fèi)者的第一選擇。而4680電池的出現(xiàn)，無疑加速了這一過程，隨著迭代而不斷“迫使”傳統(tǒng)車企轉(zhuǎn)型。

　　4680電池的出現(xiàn)，讓雙拳難敵四手變成了雙拳“反錘”四手，而這就是技術(shù)突破的力量。

　　電池巨頭爭相布局

　　性能更好、成本更低，充電更快、續(xù)航更高，這樣的4680電池對車企的沖擊已經(jīng)沒有懸念。而在另一個(gè)角度，4680也將改寫電池行業(yè)的格局。

　　目前，特斯拉已在美國加利福尼亞州、德克薩斯州、內(nèi)華達(dá)州以及德國柏林的四個(gè)超級工廠自產(chǎn)4680電池。據(jù)馬斯克此前計(jì)劃，4680電池的年產(chǎn)量將在2022年達(dá)到100GWh、在2030年達(dá)到3TWh。

　　雖然特斯拉已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模自產(chǎn)4680電池，并且加速自建產(chǎn)線，但這仍難滿足特斯拉對電池的需求量。依舊需要同一些外部電池制造商合作。而從近些年動(dòng)力電池市場的變化來看，廠商之間競爭關(guān)鍵正在于特斯拉。

　　以曾經(jīng)的動(dòng)力電池霸主松下為例，其在2016年之前，因?yàn)榕c特斯拉的深度合作，一度占據(jù)了全球動(dòng)力電池市場份額的40%。但隨著松下在特斯拉采購矩陣中的地位不斷下滑，市場份額逐漸被寧德時(shí)代、LG新能源蠶食，最終滑落至“老三”的位置上。

　　【來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院】

　　所以面對特斯拉這塊“肥肉”，與特斯拉進(jìn)行深度綁定的電池廠商早已開始瘋狂拼搶4680電池的訂單。

　　目前，全球各大動(dòng)力電池巨頭都在爭相布局4680電池。包括特斯拉、松下、LG新能源、三星SDI、寧德時(shí)代、億緯鋰能、比克電池、蜂巢能源等電池廠商，均已涉足4680電芯開發(fā)，加快跟進(jìn)4680電池布局。

　　國內(nèi)方面，電池巨頭寧德時(shí)代的大圓柱電池正在加快節(jié)奏，據(jù)悉項(xiàng)目名稱叫“金箍棒”，計(jì)劃2024年量產(chǎn)。

　　而據(jù)彭博3月19日報(bào)道，寧德時(shí)代正計(jì)劃投資50億美元，在北美修建動(dòng)力鋰電池廠，目標(biāo)年產(chǎn)能高達(dá)80GWh，并雇傭近一萬名員工。據(jù)知情人士透露，寧德高管本月已飛往墨西哥。同時(shí)，美國、加拿大也在新廠選址的考慮范圍之內(nèi)。和松下等廠商赴美建廠一樣，寧德時(shí)代也是為了將動(dòng)力電池生產(chǎn)線向特斯拉等美國電動(dòng)汽車廠商靠近，以獲得更多的訂單。

　　此外，國內(nèi)的億緯鋰能董事長劉金成也曾表示：“將在荊門動(dòng)力儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)園建設(shè)4680和4695大圓柱電池生產(chǎn)線。”CBAK能源科技與江淮汽車聯(lián)合開發(fā)包括4680型號的圓柱形鋰電池及電池組;科達(dá)利具備大圓柱電池4680電池結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)能力;贏合科技、中國寶安、天奈科技等，已布局4680電池材料。

　　和國內(nèi)企業(yè)相比，海外電池大廠對于4680電池領(lǐng)域的爭奪也非常激烈。

　　一個(gè)是往日霸主松下，即便近年來與特斯拉鬧得有些不愉快，但松下正在引進(jìn)2條產(chǎn)線，計(jì)劃在2023年量產(chǎn)4680電池。松下CEO津賀一宏也明確表示：特斯拉對4680電池的需求強(qiáng)勁，4680電池的商業(yè)化上市計(jì)劃按步驟推進(jìn)，其生產(chǎn)的4680電池將優(yōu)先供應(yīng)特斯拉。

　　另外，LG新能源也正在開發(fā)4680電池;三星SDI也開始了新一代車用圓柱形電池的試生產(chǎn)，一旦敲定產(chǎn)品規(guī)格，該公司預(yù)計(jì)將在海外工廠生產(chǎn)該電池。

　　無論是國內(nèi)還是海外，隨著特斯拉4680電池產(chǎn)量的提升并大規(guī)模搭載，加速產(chǎn)業(yè)變革、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)再次升級的同時(shí)，與特斯拉這個(gè)關(guān)鍵“人物”保持長久穩(wěn)定且深入的合作，將直接決定廠商們的地位，而一個(gè)新的電池產(chǎn)業(yè)格局也將隨之到來。