鋰電池4680大圓柱專題研究：極致設(shè)計(jì)、極致安全、極致制造.pdf

鋰電池4680大圓柱專題研究：極致設(shè)計(jì)、極致安全、極致制造。4680 大圓柱的誕生背景？后補(bǔ)貼時(shí)代，性價(jià)比為王，4680 大圓柱電池應(yīng) 運(yùn)而生，通過(guò)電芯設(shè)計(jì)、電芯工廠、正負(fù)極材料以及整車電池一體化這五 個(gè)方面，4680 電池整體成本可以下降 56%。預(yù)計(jì)未來(lái)大圓柱將替代部分軟包 和方形的市場(chǎng)份額。

4680 有哪些突出優(yōu)勢(shì)？1）能量密度高：4680 容量是 2170 電芯 5 倍，僅外形尺 寸變化，能量密度可以上升 10%，換用硅碳負(fù)極，能量密度上升 20%至 300wh/kg 以上；2）安全可靠：圓柱電池周邊隔熱能力更強(qiáng)。4680 采取頂部水冷和側(cè)面水冷 相結(jié)合的方式。無(wú)極耳設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高散熱性；3）快充優(yōu)勢(shì)：4680 電池不僅從材 料體系適配快充，同時(shí)改變結(jié)構(gòu)提高充電倍率，比如采用全極耳設(shè)計(jì)。

哪些企業(yè)入局 4680？特斯拉進(jìn)展最快，目前已裝車 Model Y，除自供外，松 下、LG、寧德為其 4680 的潛在供應(yīng)商。寶馬計(jì)劃 2024-2025 年開(kāi)始大批量生產(chǎn)搭 載 4680 的電動(dòng)車。億緯鋰能在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域已布局三元圓柱，進(jìn)軍 4680 有技 術(shù)儲(chǔ)備，2021 年宣布與 StoreDot 聯(lián)合開(kāi)發(fā) 4680 和 4695 兩大圓柱電池路線，預(yù)計(jì) 2024 年有望量產(chǎn)。此外，參與方還有戴姆勒、蘋果、Lucid、Rivian、小鵬、蔚 來(lái)、一汽、江淮、比克、蜂巢等，全球掀起 4680 熱潮。

4680 市場(chǎng)空間有多大？除 Model 3，特斯拉全部車型都計(jì)劃采用或部分采用 4680，尤其是高性能版和長(zhǎng)續(xù)航版以及 Cybertruck 和 Semi。預(yù)計(jì) 2025 年特斯拉 4680 車型銷量有望達(dá)到 121 萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)電池裝機(jī)量約 178GWh，當(dāng)年車輛滲透率 接近 30%，2022-2025 年特斯拉 4680 裝機(jī)量的復(fù)合增速高達(dá) 186%。疊加寶馬等放 量，保守預(yù)測(cè) 2025 年 4680 電池裝機(jī)量將超過(guò) 200GWh。

4680 引領(lǐng)哪些新趨勢(shì)？1）超高鎳多元正極：NCMA 四元材料在提升鎳含量的 同時(shí)兼顧了降本和材料穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)高鎳正極競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中，CR5 達(dá)到 86.4%，當(dāng)升科技是其中的佼佼者；2）硅碳硅氧負(fù)極：理論最高克容量可達(dá) 4200mAh/g，是石墨的 10 倍多，目前量產(chǎn)克容量已超過(guò) 400mAh/g。國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)硅基 負(fù)極量產(chǎn)及批量供貨的企業(yè)有杉杉股份、貝特瑞；3）單壁碳管導(dǎo)電劑：碳納米管 可以緩解硅負(fù)極膨脹問(wèn)題，改善循環(huán)性能，減少電解液損耗，提升壽命性能。單 壁碳納米管性能更優(yōu)。天奈科技正在積極研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品；4）制造工藝要求提升： 獨(dú)創(chuàng)干電池涂布、極片極耳切割一體化、激光焊接以及 CTC 結(jié)合一體化壓鑄方 面，與傳統(tǒng)圓柱相比，存在較為明顯的差異化方案。