4680电池是什么 4680电池产业链梳理

近日,特斯拉计划在加拿大建设电池设备工厂,为4680电池量产做准备,再引关注。单纯看消息有人会担心是不是冲击磷酸铁锂,实际上并不是,但对三元正极的的投资情绪会有一定的修复。

4680电池是什么 4680电池产业链梳理

这两天在网上看了一些4680电池相关文章和研报,今天汇总整理了下,主要聊聊4680电池是什么以及4680电池核心产业链,感兴趣的小伙伴,不妨了解下。

4680电池是什么?

“4680”电池是去年 9 月份特斯拉提出电池日提出的一种新型技术电池,即直径46mm,高80mm的圆柱电池。

4680电池是什么 4680电池产业链梳理

相较于目前2170电池,4680的电芯容量是其5倍、能够提高相应车型16%的续航里程、同时有望提高生产效率,特斯拉估算4680方案将比2170方案实现14%的成本下降。

4680电池方案的出现,对圆柱而言是积极的边际变化,体现在对高能量密度材料的兼容性更好、生产效率与部分材料单耗的节约、对于CTP、CTC等封装工艺的使用更早。产业化的瓶颈则体现在散热和倍率问题,可以通过无极耳解决,但也依赖于无极耳的工艺进步。

4680电池的优点在于续航里程提高,成本还更低,根据特斯拉展望:4680将在2170的基础上能量(容量)提升5倍,里程提高16%,成本下降14%

4680电池优点突出,但缺点同样也很明显,要不然大家就都用5号电池开汽车了。4680电池在增大尺寸的同时,也给三元锂电芯的热管理带来了新的挑战。虽然电芯数量的减少,大幅简化了BMS系统。但是每个电芯在充放电的时候都要承受更大的电流,发热也会更多。如何解决发热大与安全问题,是目前4680电池需要解决的问题。

4680电池什么时候量产?

从产业化进度上看:

1)特斯拉积极推进4680方案,三季度末弗里蒙特产线的4680良率提升至80%左右,特斯拉预期第一款搭载4680的车型将于2022年初生产;宝马、戴姆勒均有涉及大圆柱方向的布局;美国新兴造车Lucid、Rivian早期即采用圆柱方案。

2)松下4680方案已接近技术验证的最后阶段,后续将加大资本开支推进产业化;LG则调整中期产能规划,2025年合计实现430GWh产能,其中圆柱产能达到120GWh;此外亿纬锂能规划荆门20GWh的乘用车大圆柱电池,宁德时代也有中试产线。

电池厂进展:

目前进展最快的是特斯拉自产电芯,预计明年实现量产;其次为松下,同样是明年实现生产;亿纬锂能(除特斯拉外,大圆柱产能规划最大的电池厂)、LG化学预计在23年之后开始放量。

  • 特斯拉:自产4680电芯目前在弗雷蒙德工厂试生产,且测试顺利。量产基地在德州,计划在22年底产能达100GWh(特斯拉口径偏乐观)。目前特斯拉4680电池的试点产线良率已由去年的20%提升至70%-80%(批量生产良率要在90%以上)。

  • 亿纬锂能:与StoreDot(以色列一家专注于快充的初创公司,对硅负极有独到理解)联合开发,布局的是4680和4695两个大圆柱电池,目前成品已出。目前已经公告的产能为20GWh,预计22H1开始建设,23年达产;预计24年产能将达到40GWH(新闻口径)。

  • 宁德:4680规划8条线,共12GWh。

  • 松下:21年1月消息:计划在大阪工厂投资一条试验线,预计 2022 年开始投产。21年9月消息:4680型电池的研发目前正在进行中,松下暗示将在这方面加大投入。21年10月消息:计划22年3月在日本开始试生产4680电池。

  • LG化学:21年3月消息:LG化学的4680电芯试生产线已经开始建设,组装和电镀设备已经安装完毕,目标是在松下大规模生产电池之前完成试产。计划最早在 2023 年实现量产。

从对产业链的影响在于:

1)高能量密度材料的导入,例如三星SDI圆柱电池将采取镍91方案,LG化学的圆柱电池将采用NCMA方案,松下、三星SDI的圆柱此前已导入了硅碳负极,因而相关标的有望受益,包括高镍正极的中伟股份、当升科技、容百科技等,硅碳负极的贝特瑞(中国宝安)、璞泰来、杉杉等。

2)结构件方面可能采用预镀镍钢壳工艺,科达利在送样进度、工艺能力等方面依然领先,但后续如果能够导入铝壳方案,斯莱克的一体化工艺也有望受益。3)设备方面,由于极耳焊接、切割工艺的变化,将有利于激光焊接(联赢激光)、切割设备(海目星)。

综合来看,4680电池研发进展今年有所加快,预计最快明年初有可能会实现量产

不过,目前市场对4680的前景分歧较大:看好的人认为4680可能会颠覆现有电池技术路线,或许迎来圆柱电池的第二春;不看好的人认为4680只是噱头,量产遥遥无期

4680电池产业链

1、电池公司

【宁德时代】(规划12GWh)、【亿纬锂能】(已公告20GWh,22H1开始建设,4680进展走在前列)。

2、材料公司

核心逻辑可能是4680电池追求更高的能量密度(圆柱电池叠加高能量密度相比软包、方形要安全),从技术层面寻求单wh成本的下降,结合产业链调研发现,4680进展和高性能材料紧密相关如硅负极、单壁碳管等,以下是几个高性能材料产业链:

高镍:【华友钴业】、【中伟股份】

市场担心LFP对NCM的全面替代,而实际4680进一步推动高镍、超高镍的发展,在这个过程中看好高镍一体化的龙头构建壁垒,其他关注【长远锂科】、【当升科技】、【容百科技】。

正极:使用高镍三元 ,高镍渗透率有望持续提升,利好【容百科技】、【中伟股份】、【当升科技】。

负极:【贝特瑞】、【杉杉股份】、【璞泰来】

材料变革,结构优化盈利提升负极:单GWh硅基负极用量将由传统21700电池的5%提升至10%,大幅提升负极产品盈利能力,利好硅基负极布局较快的【贝特瑞】、【杉杉股份】、【璞泰来】等。 

电解液:【天赐材料】

新型锂盐LiFSI添加比例将由1-3%提升至4-6%,利好有LiFSI布局及产能的【天赐材料】、【永太科技】等。

碳纳米管:【天奈科技】。

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,假设初期粉体价格在900万元/吨(现在多壁碳管价格在50万元/吨左右),在负极添加比例为0.1%,60%毛利率下单吨净利润在450万元,对应单GWh盈利在563万元。

3、结构件:【科达利】

4680结构件体积/容量增大了5倍,4680的壳体底部有防爆阀,结构更加复杂,新增盖帽部分(2170公司不做盖帽),故价值量会更大。此外,新产品在初期利润率也会更佳。【科达利】已经获得宁德时代定点,并与LG和松下建立良好合作关系,将大幅受益。

4680电池是什么 4680电池产业链梳理

目前电池技术还远未到终局,未来技术的演变仍然会不断改变市场预期,导致板块内剧烈分化,即使是持续上涨的新能源板块,高估值下,未来躺赢也是不存在的,只有加大研究,才能把握住部分结构性的机会

特别提醒:本文仅为4680电池知识和产业链梳理,不涉及到任何公司估值与价值评估,不构成任何投资建议,股市有风险,投资需谨慎。

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