4680电池带动产业链革新 动力电池不“卷”产能“卷”技术

证券时报记者 梅双

(资料图)

作为新能源汽车的动力来源，电池的重要性不言自明。按照封装方式，动力电池有方形、圆柱、软包等不同形态。两年多前，特斯拉在“电池日”上描绘了4680大圆柱电池的蓝图，如今，这一电池受到更多整车厂的青睐。

在4680产业化破晓之际，头部电池厂加速布局，产业链企业也忙着攻克量产痛点。“我们有和其他客户在谈，不少主机厂对4680电池是感兴趣的。”A股一家电池制造商工作人员告诉证券时报·e公司记者，从安全性和经济性上考虑，大圆柱电池是一个比较好的技术发展方向，公司在接洽的造车新势力和传统车企都比较多。

随着4680电池逐步量产，装机率有望提升。有受访业内人士对记者表示，4680电池是特斯拉降价的底气之一。不过，目前良品率以及焊接、干法电极等关键技术仍制约着其大规模量产。当前，4680电池或率先在中高端车型上实现应用，待电池材料和工艺平价化后，市场份额将进一步提升。

拼抢大圆柱赛道

所谓4680大圆柱电池，即直径为46毫米，高度为80毫米的电池。根据特斯拉公布的数据，相较于特斯拉2170小圆柱电池，4680的能量容量是其5倍，续航里程增加约16%。

今年以来，整车厂和电池厂关于大圆柱电池的投资布局屡见不鲜。1月14日，特斯拉宣布将投资超过36亿美元扩建内华达州的超级工厂，并将新建两座工厂，其中一座即为4680电池工厂，新电池工厂规划年产能达100GWh。

1月28日，比克电池官微发布消息称，计划总投资130亿元，在江苏常州建设电池生产基地，项目涵盖30GWh大圆柱电池产线及研发中心。若以每辆新能源车搭载50KWh电量计算，上述产能可配套约60万辆新能源车。

亿纬锂能也在近日披露的投资者关系活动记录表中表示，目前，公司的大圆柱电池中试线已交付几十万支电池，优率也得到有效提升，其量产的生产线已经建好，目前正在进行大规模量产验证。

种种迹象预示着大圆柱赛道的逐渐火热。“4680属于车规级圆柱电池，更适合电动汽车应用。” 真锂研究首席分析师墨柯告诉记者，相对来说，4680尺寸更大，电池包的电芯数量会因此大大减少，从而更好管理；80毫米的高度也更适合底盘，利于集成在底盘上的电池包的设计开发。同时，4680一致性、安全性较好，有利于高能量密度技术的应用等。因此，4680一经推出，就受到越来越多整车厂、电池厂的重视。

“像特斯拉、宝马等公司都在走大圆柱的方向，我们对大圆柱的未来发展还是很有信心的。”一动力电池制造商工作人员对记者称，公司看重大圆柱电池还有经济性的考虑，大圆柱能量密度高，降成本空间大。“公司要长远发展的话，肯定要做好成本的把控。”上述工作人员表示，虽然大圆柱的技术门槛不低，但行业已经有所竞争，都希望能早点布局，在技术上占据制高点。

鑫椤资讯分析师程玲表示，4680电池从材料体系和结构设计上为适配快充做出了相应方案，如硅基、无极耳设计等，具备快充优势。“未来锂电市场产品性价比为王，4680电池产业规模化后成本有望下滑50%左右。” 程玲认为，总体而言，4680电池做到了性能与成本兼顾，未来极具市场竞争力。

被视作降本“大杀器”

值得一提的是，自特斯拉在中国市场大幅降价后，4680电池也受到了更高的关注度。有市场人士对记者表示，特斯拉降价的筹码除了自身较高的毛利率，还有两大利器，一个是一体化压铸，一个是4680电池。

4680为何被视作特斯拉降价的“大杀器”？墨柯分析，4680尺寸大，钢壳外包装材料的使用就会少很多，能够节约成本。另外，4680电池能明显提升电池的生产效率，从而降低生产成本。

“比如，特斯拉当年生产18650时，每分钟250支的输出，相当于每分钟生产750Ah电芯，现在生产4680，每分钟据说有100支的输出，相当于每分钟生产3000Ah电芯，效率提升了4倍，对应的生产成本虽然不能说会等比例下降，但肯定能降不少。” 墨柯表示，特斯拉所谓的生产成本下降应该也包括电池包的生产，4680能够极大简化电池包的结构，从而节省了很多成本。

不止特斯拉，蔚来、理想、小鹏等造车新势力也都有意加入使用46系列大圆柱电池的阵营。在应用车型方面，比克电池副总裁樊文光去年曾表示，当下动力电池市场形成了方壳/刀片、软包、圆柱三种形态三分天下的局面，各方面的性能优势决定了大圆柱动力电池是未来5~10年内中高端电动车的最优解。

对于大圆柱电池的应用车型，程玲认为，目前仍将是中高端车型会先使用。“不管是一些新型材料的，还是干电极工艺目前均为行业较为前沿的产品或工艺，成本均较高，因此，阶段性市场的培育将从中高端市场开始。” 程玲对记者表示。

根据中金公司预测，2023年将成为4680电池爆发元年，全球4680电池装机量有望超20GWh，2024年将超100GWh。东北证券则预计，2025年全球46系列大圆柱电池装机量有望达到255GWh，全球市场渗透率可提至20%。

“个人认为4680在纯电动乘用车领域中低高端车型其实都可以应用。” 墨柯表示，目前部分电池厂对于4680的生产还处于准备跟进阶段，可能生产成本会偏高一些，随着电池技术的日益成熟，未来会有越来越多的电动汽车产品选择4680。

产业技术难点待解

集众多优点于一身，大圆柱的产业化进程却没有想象中那么顺利。“4680采用无极耳设计，围绕电池的切割和激光焊接等工艺环节变化较大，工艺的复杂性较高，对于设备的精度和效率都提出了更高的要求。”一家锂电设备制造企业相关人士告诉记者，4680生产都是设备先行，4680的量产对行业来说是机遇也是挑战。

“我们都是根据客户的具体需求来定制设备。一方面，设备的投资比较高，价值量很大，另一方面，电池设备有很多是有技术难度的。”上述企业人士称，设备的先进性主要体现在效率和良品率上，目前良品率在90%以上，最新的数据可能达95%左右。至于供货客户的信息，上述人士表示公司与很多客户都签了保密协议，向谁供货都属于“核心的机密”。

程玲认为，虽然4680电池目前工艺仍不成熟，产品的成品率不高；为保证安全性，材料体系在实际使用也与最初的设计做出妥协，目前大规模生产仍欠火候，但是产业链企业均在积极推进和改善工艺。

当然，大圆柱电池从材料、设备到工艺技术等产业链各环节的机会是不可忽视的。招商证券一份研报指出，4680高安全性天然适配高能量密度体系，高镍+硅基应用空间打开；新型导电剂材料碳纳米管抑制硅膨胀，显著加剧高镍和硅基材料的导电性能和机械性能；结构件方面，具备圆柱结构件工艺积累以及易拉罐式生产技术的企业将受益。

有业内人士表示，预计特斯拉在电池创新方面会继续发挥示范作用及技术外溢的效用，推动电池行业向4680技术升级。此外，4680电池量产跑通后，整个供应链和产业链将扩散，车企将寻找成本更低，效率更高、响应更快的供应商来支撑量产、扩产。

由争产能向争技术过渡

在4680电池大有异军突起之势时，其他电池形态的技术发展也在快速推进。市场普遍认为，虽然目前方形电池是国内动力电池的主流形态，但不同电池形态各有优劣。

出于满足不同市场需求，以及提供能量密度和高安全性电池的追求，各电池厂商纷纷加码研究新技术。钠离子电池、固态电池、半固态电池……一时间，动力电池新名词层出不穷。

“大家对于新技术的关注还是基于目前锂电产品存在的一些痛点，如快充，长续航，安全性，高低温性能，高性价比等，这些促使行业不断突破和创新，寻找更优的解决方案。”程玲对记者表示，动力电池新技术之间会存在替代，但不是“消灭”。随着应用场景的不断拓宽以及需求市场细分，不同的产品将有不同的生存空间，未来将会是多元共存的局面。例如，钠电池将在对成本要求更高的储能、两轮车、低端动力等市场有较大潜力，固态电池目前仍是萌芽阶段，但随着产业化程度的不断提升，在动力电池市场的空间将逐步被打开。

“现在的市场和前两年不一样了，之前大家做电池行业更多是关注量，先把量做起来，不断扩产能，可以说只要扩产快就有钱挣。现在产能都上来了，大家更关心供给的结构问题，关心成本和品质问题。”一位动力电池行业人士对记者表示，电池行业已由“卷”产能过渡到“卷”技术了。

墨柯同样认为，有众多新技术的出现是一件好事，这意味着市场有更多的选择。至于不同技术路线能否并存，也还是要交由市场决定。比如，在锂离子电池技术大行其道的今天，被视为落后的铅酸电池技术依然有用武之地，市场规模依然还不算小。总而言之，谁更符合市场的需要，谁就能发展得更快。