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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年後開始起量,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。

基於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、矽基負極、碳奈米管、新型鋰鹽 LiFSI、結構件、裝置(包括:鐳射膜切裝置、塗布機、卷繞機高速鐳射製片機、焊接裝置等)。

優勢明顯,有望拉動新的產業鏈條

根據特斯拉公佈的資料,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%。

4680量產引領鋰電池技術革新 產業鏈各環節需求有何變化?

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,松下將於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

4680量產引領鋰電池技術革新 產業鏈各環節需求有何變化?

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,對產業鏈的新需求影響如下:

1)電池:

松下將於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專案;StoreDot於2021年9月宣佈成功生產出第一款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佈局4680電池。

2)高鎳正極:

4680和能量密度更高的高鎳三元正極、矽基負極更加匹配。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)矽基負極:

Model3中2170電池新增量為5%,預計4680電池新增量為10%,目前矽基負極單價22萬元/噸,單噸淨利潤在6。5萬元,則對應2170單GWh盈利為406萬元,4680為813萬元。矽基負極發展空間較大,預計2022年-2025年複合增速達46%(璞泰來、杉杉股份、貝特瑞等)

4)碳奈米管:

矽基負極本身的導電效能差,因此需要增加單壁碳奈米管的使用。(天奈科技是中國最大的碳奈米管生產企業之一。)

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佈局 4680 電池殼和蓋板;由於4680電池殼尺寸和330ml的易拉罐形狀相似,因此易拉罐生產裝置也更便於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的拉伸裝置已完成樣機生產;震宇科技:結構件業務深度繫結寧德時代。)

7)裝置:

先導智慧:4680技術儲備豐富,已推出適用於全極耳圓柱電池的卷繞機;利元亨:鐳射膜切裝置、塗布機等;杭可科技:公司繫結LG等海外大廠,有望在4680電池產線後道裝置佔據市場份額;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;聯贏鐳射:擁有4680電池焊接技術,已有樣機裝配除錯;海目星:高速鐳射製片機龍頭,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,矽基負極有望呈現翻倍增長,預計2023年國內矽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年複合增速46%。從技術升級需求看,4680電池對於新裝置的效能提出了更高要求,對於已有技術儲備的公司更有先發優勢。