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4680量產引領鋰電池技術革新 產業鏈各環節需求有何變化

財聯社(上海 研究員 邱夢麟)訊,2022年一季度,裝載4680電池的Model Y即將交付。預計到2022年年底,特斯拉4680電池產能將達到每年100GWh,滿足130萬輛電動汽車使用。預計2023年后開始起量,寧德時代、松下、億緯鋰能、LG等電池廠商均在4680電池技術上有產能規劃。作為一款高能量密度電池,4680圓柱電池不僅將推動鋰電池產業革新,也將對產業鏈各環節的需求產生變化。

基于4680電池的特性,新的技術需求主要影響以下七大方面:電池、高鎳正極、硅基負極、碳納米管、新型鋰鹽LiFSI、結構件、設備(包括:激光膜切設備、涂布機、卷繞機高速激光制片機、焊接設備等)。

優勢明顯,有望拉動新的產業鏈條

根據特斯拉公布的數據,4680新電池(46mm直徑,80mm長度)實現了多項技術指標提升:續航里程提升16%,充放電功率是2170電池6倍、能量是21700電池5倍,而成本可以下降14%。

資料來源:特斯拉電池日

預計2025年特斯拉搭載4680電池的車型銷量將超160萬輛,在特斯拉總銷量中滲透率近50%,裝機量預計達123GWh。隨著未來良品率提升、成本下降,4680電池可能在Model S和Model X上使用。

據外媒CleanTechnica報道,松下電池部門負責人忠信和雄表示,松下將于2022年4月試生產4680電池,有望在2022年內實現特斯拉裝車。

特斯拉的 4680 Model Y 的結構設計

資料來源:特斯拉2021柏林工廠開放日

4680電池高能量密度、相對低成本的特點,星礦數據分析對產業鏈的新需求影響如下:

1)電池:松下將于2022年4月試生產4680電池,在2022年內實現特斯拉裝車;億緯鋰能11月公告擴產20GWh乘用車用大圓柱電池項目;StoreDot于2021年9月宣布成功生產出第一款4680圓柱形電池,只需10分鐘即可充滿電。該公司與億緯鋰能也有合作。此外,LG、三星SDI、寧德時代、比克電池均已經深度布局4680電池。

2)高鎳正極:4680和能量密度更高的高鎳三元正極、硅基負極更加匹配。高鎳具備高能量密度:NCM811電池模組能量密度在200Wh/kg以上,而NCM333、NCM523、NCM622在150-180Wh/kg之間。(中偉股份、容百科技、當升科技、華友鈷業等)

3)硅基負極:Model3中2170電池添加量為5%,預計4680電池添加量為10%,目前硅基負極單價22萬元/噸,單噸凈利潤在6.5萬元,則對應2170單GWh盈利為406萬元,4680為813萬元。硅基負極發展空間較大,預計2022年-2025年復合增速達46%(璞泰來、杉杉股份、貝特瑞等)

4)碳納米管:硅基負極本身的導電性能差,因此需要增加單壁碳納米管的使用。(天奈科技是中國最大的碳納米管生產企業之一。)

5)LiFSI:新型鋰鹽LiFSI具有更好的熱穩定性、電化學穩定性、更高電導率;(天賜材料:年產2萬噸電解質基礎材料裝置及年產4000噸LiFSI裝置目前已達到穩定生產狀態。)

6)結構件:國內結構件廠商積極布局4680電池殼和蓋板;由于4680電池殼尺寸和330ml的易拉罐形狀相似,因此易拉罐生產設備也更便于研發出電池殼自動化生產線。(斯萊克:已研發出全自動化電池殼生產線;科達利:公司已經具備生產4680電池技術積累和生產各圓柱電池緊密結構件的能力;寧波精達:鋼殼4680的拉伸設備已完成樣機生產;震宇科技:結構件業務深度綁定寧德時代。)

7)設備:先導智能:4680技術儲備豐富,已推出適用于全極耳圓柱電池的卷繞機;利元亨:激光膜切設備、涂布機等;杭可科技:公司綁定LG等海外大廠,有望在4680電池產線后道設備占據市場份額;贏合科技:已推出大圓柱卷繞機等產品,與LG、國軒高科、億緯鋰能等有深入合作;聯贏激光:擁有4680電池焊接技術,已有樣機裝配調試;海目星:高速激光制片機龍頭,無極耳切割技術領先,已在特斯拉4680電池中獲得驗證。

總結:從用量新增方面看,硅基負極有望呈現翻倍增長,預計2023年國內硅基負極材料出貨量將超過1萬噸,同比增長50%,同比增速從2022年不到10%快速增長至2023年的50%,增速從2023年開始加快;預計2025年出貨量將達2.2萬噸,2022年至2025年復合增速46%。從技術升級需求看,4680電池對于新設備的性能提出了更高要求,對于已有技術儲備的公司更有先發優勢。

關鍵詞: 4680電池

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