“餅干桶”4680（也稱“46800”）電池正在像“推土機”一樣，一步步向汽車行業(yè)推進。

2月19日，特斯拉的Twitter賬號更是宣布，“慶祝我們一月生產(chǎn)的第100萬個4680電池！”

不過，按照一輛車960個電芯計算，相當(dāng)于裝車1041輛。所以這個下線儀式的象征意義大于實際意義。

而與特斯拉長期合作的松下電器，早在2月初就表示，預(yù)計今年4月開始試生產(chǎn)4680電池，松下還打算在松下大阪總部附近的和歌山縣（Wakayama）進行進一步試產(chǎn)，正式大規(guī)模量產(chǎn)的時間和地點則尚未確定。

不過，曾有日本媒體報道，這座工廠年產(chǎn)能不到10GWh，大概只能滿足15萬輛電動車用量。

但不管怎么說，4680電池量產(chǎn)后，“當(dāng)我們真正能夠交付4680時，我們計劃將優(yōu)先滿足特斯拉?！彼上码娖魇紫攧?wù)官梅田博和（Hirokazu Umeda）是這么說的。

根據(jù)去年年底的一份專家交流紀要，“未來主流的兩種路徑從整車角度上講，就是CTP+磷酸鐵鋰對應(yīng)中端車型，和CTC+4680對應(yīng)高端車型?！?/p>

隨著4680電池的量產(chǎn)到來，沖擊原有的電池產(chǎn)業(yè)格局也成為必然。

量產(chǎn)的沖擊

在之前的文章《4680電池就要量產(chǎn)了！誰最慌？》里面，已經(jīng)提及，“4680電池以超越業(yè)內(nèi)預(yù)計的速度進入量產(chǎn)階段，對于原有的電池產(chǎn)業(yè)格局是有沖擊的，而且突破里程焦慮后，對于燃油車和電動車的格局都是具備沖擊作用的?！?/p>

因為，4680電池可以很大程度減少電池包的電芯數(shù)量。

比如，按每個電池包的裝機量算，需要18650圓柱電池7200+個，第二代21700電池則需要4400+個左右，而4680電池只需要950~1000個。

根據(jù)特斯拉官方介紹，新的一體底盤采用“4680+CTC”電池包設(shè)計，由960（40x24）個電芯組成。

而且眾所周知，4680電池相比前代21700電池單體容量提升5倍，達到了300Wh/kg，內(nèi)部采用無極耳設(shè)計。

目前來看，4680電池量產(chǎn)最重要的問題是良品率。

而在文章《細微處的光芒丨車展觀察》里也曾寫到：通過努力，特斯拉4680電池的良品率已經(jīng)從最初的20%迅速提升至80%。不過，離大規(guī)模應(yīng)用的良品率基準線90%還有點距離。

但這次，從特斯拉第100萬個電池下線來看，其美國加利福尼亞州弗里蒙特（Fremont）工廠14條試生產(chǎn)線的4680電池良品率最終平均達到92%，這也是自2020年9月推出4680電池以來最新的進展。

速度實在是快。

根據(jù)《汽車電子設(shè)計》朱校長的解讀，F(xiàn)remont工廠1月22號每天的產(chǎn)線統(tǒng)計生產(chǎn)量為6249個電芯，廢品564顆。

除了一臺特殊的封裝線以外，多條封裝設(shè)備（7條產(chǎn)出100個/天，6條產(chǎn)出200個/天）產(chǎn)出的良品率在79~97%（良品率平均達到92%）。

不過，相較于21700電芯99%的行業(yè)良品率，4680電池還有很大的提升空間。所以，業(yè)內(nèi)認為，短期內(nèi)4680良品率達到95%左右就算是一個很不錯的數(shù)字。

也有分析指出，4680電池良品率難以快速提高的原因仍與其整體結(jié)構(gòu)有關(guān)。

除了隔膜在卷繞過程中容易發(fā)生正負極微短路之外，其電池內(nèi)部構(gòu)造所采用的魚鱗涂覆技術(shù)，在涂覆不均的時候也會影響良品率。

此外，全極耳與集流盤或殼體的連接需要采用面焊技術(shù)，激光焊接工序和焊接量都變多，激光強度和焦距不容易控制，易焊穿燒到電芯內(nèi)部或者沒有焊，造成廢品。

所以，也就不難理解，為什么多數(shù)企業(yè)將4680電池批量生產(chǎn)的時間定2023年。

當(dāng)然，特斯拉第100萬個4680電池的量產(chǎn)下線，是一個極具象征意義的良好開端。中信證券研報就認為，特斯拉4680電池有望引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革。

對于行業(yè)內(nèi)的電池制造商，比如寧德時代和比亞迪來說，如果不跟進的話，也將成為一種損失吧？

4680的技術(shù)提升

眾所周知，特斯拉在技術(shù)乃至所有方面，一直信奉“第一性原理”。

所以，不管是全棧自研的FSD芯片，還是一體壓鑄技術(shù)，包括4680電池，從最初業(yè)內(nèi)不理解，到引領(lǐng)潮流，實在是個可怕的對手。

而且，特斯拉的4680電池還在不斷進化中。

2月22日的推特上，一位特斯拉研究者@TroyTeslike爆料特斯拉 4680 電芯2022~2024 年的性能規(guī)劃，其中：

2022年量產(chǎn)第一代4680電芯，電池容量98Wh，2023年量產(chǎn)第二代，電池容量108Wh，2024年第三代，電池容量118Wh。

此外，Troy 預(yù)測，到2024 年特斯拉4680電芯可以實現(xiàn)12.39%的體積能量密度提升，以及18.67%的重量能量密度提升。

所以，4680電池采用的技術(shù)雖然不是顛覆性的，但是在特斯拉不斷“OTA”般的迭代下，還是在飛速提升性能。

當(dāng)然，這包括之前提過的幾個關(guān)鍵技術(shù)：

電池生產(chǎn)工藝上，特斯拉4680電池采用斥資2.18億美元收購的MAXWELL的干電極技術(shù)，不僅節(jié)約了傳統(tǒng)方法帶來的溶劑開支和覆膜機成本，還提高約5%的電池能量密度。

通過將活性正負粒子與聚四氟乙烯(PTFE)混合，使其原纖化，再將粉末直接碾壓成薄膜，壓在鋁或銅的原材料上，工藝相對簡單，且生產(chǎn)速度更快。

所以，干電極技術(shù)很可能會成為下一代的技術(shù)標桿。

電芯結(jié)構(gòu)方面，特斯拉4680電池的無極耳（即全極耳）技術(shù)，我之前的文章也詳細介紹過，不再贅述。

正是基于這一技術(shù)，其電極導(dǎo)電涂層和電池端蓋的有效接觸面積可達到100%，極大地提升散熱能力，體積更大的4680電池才有效地解決了高能量密度電芯的散熱問題。

電池材料上，4680電池采用硅碳負極材料。采用硅負極材料的鋰電池質(zhì)能密度可提高8%以上，體能密度則可達到提升10%以上。

同時，由于石墨負極的電壓十分接近鋰的沉積電位，硅基負極材料相比之下有更好的安全性。而且，硅材料來源廣泛、成本低廉，還環(huán)保。

值得一提的是，跟4680電池相輔相成的，特斯拉還采用了CTC（Cell to Chassis，俗稱底盤電池）技術(shù)。

馬斯克曾表示，采用CTC技術(shù)后，配合一體化壓鑄技術(shù)，可以節(jié)省370個零部件，車身減重10%，每千瓦時的電池成本能降低7%。

簡單來說，CTC相比CTP，集成化程度得到更大提升。

CTC不僅重新定義了電池的布局，還整合了整個三電系統(tǒng)。特斯拉是在2021年6月公開這項名為“INTEGRATED ENERGY STORAGE SYSTEM”專利的。

這項專利中詳細闡述了4680 Structural Battery（CTC）電池系統(tǒng)集成技術(shù)。四個月后的10月，特斯拉在德國柏林工廠首次對外展示4680 Structure Battery（CTC）。

當(dāng)然，國內(nèi)也有專家表示，“CTC是否會造成一些隱患，比如電芯的保護，膨脹問題？目前只是探索過程，還沒有這個技術(shù)批量（量產(chǎn)）去做?！?/p>

但是，對于CTC帶來的主機廠主導(dǎo)權(quán)提升，專家承認，“未來可能顛覆電池廠作為主導(dǎo)的角色，目前4680的技術(shù)還沒有那么成熟，中國可能不會立馬去切換，那從未來來看確實是個趨勢?！?/p>

相應(yīng)的，既然是個趨勢，國內(nèi)的寧德時代就沒有落下的道理。

寧德時代也在加快研發(fā)攻關(guān)，并計劃于2025年左右推出自己的CTC方案，有望于2028年升級為下一代智能化CTC。

巧合的是，與特斯拉慶祝第100萬個4680電池下線的同一天，上海臨港新區(qū)特斯拉超級工廠旁邊，寧德時代投資4.4億美元的寧德時代（上海）智能科技一體化電動底盤研制項目及瑞庭時代上海智能動力系統(tǒng)項目（二期）也正式開工。

盡管寧德時代沒有明說，但“一體化電動底盤研制項目”應(yīng)該就是CTC。

此外，在電池的BMS管理方面，特斯拉采用多面冷卻方法，這也成為引導(dǎo)行業(yè)潮流的一種方式。

其實，特斯拉采用的技術(shù)，分開來看，都不是特別難的技術(shù)，但是特斯拉的“第一性創(chuàng)新”大法，確實是超強。

我在《46800電池，終結(jié)燃油時代？》說過，業(yè)內(nèi)很多人低估了4680電池的作用。

但事實卻是，各車企和各電池企業(yè)的反應(yīng)速度還是很快，早就意識到特斯拉的先進之處，只是嘴上不說而已。

“小趨勢”，大趨勢

目前國內(nèi)研發(fā)4680電池的車企和電池企業(yè)其實已經(jīng)很多。

包括保時捷、寶馬、江淮、東風(fēng)等在內(nèi)的車企，均在有意或者已經(jīng)與電池企業(yè)共同推動4680電池的開發(fā)，目前寶馬已經(jīng)確定采用4690電池，不過，保時捷的規(guī)格型號尚未確定。

電池企業(yè)方面，之前在《細微處的光芒丨車展觀察》中寫過，億緯鋰能也在開發(fā)4680電池，走46950路線，這是為了規(guī)避特斯拉專利。

但是，46950電池還有極耳，說明技術(shù)上有代差，主要是“一致性想保持好非常困難?！?/p>

而根據(jù)更早的信息，億緯鋰能表示布局的是46800和46950兩種電池，預(yù)計2023年產(chǎn)能釋放20GWH，2024年達到40GWH。現(xiàn)在來看，46950電池最快2022年可能就能量產(chǎn)。

億緯鋰能的相關(guān)負責(zé)人當(dāng)時對我表示，46950項目已經(jīng)在建廠，不過合作方不方便透露。

“46950主要是就是為了把它的容量變大，使得一致性更高。因為電池越小越多，就越容易出現(xiàn)壓差。而46950把損耗降了下來?！?/p>

說到江淮，2019年，江淮的技術(shù)負責(zé)人曾表示，“我們已經(jīng)認識到它（46800電池）獨特的優(yōu)勢，關(guān)于配方和細節(jié)的研發(fā)我們已經(jīng)開展一年多了。我也可以告訴你，全球頂級的這些公司都在走這個路線，這些頂級的公司都認識到這個路徑的正確性，大概兩三年以后大家會知道?！?/p>

現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)都知道，江淮與比克電池合作，開發(fā)46800/46105電池。比克電池去年3月對外展示了4680電芯，預(yù)計將于2023年開始量產(chǎn)。

經(jīng)濟學(xué)家何帆曾說：“絕大部分創(chuàng)新都發(fā)生在極細微處和極宏大處，而在極細微處形成的小趨勢恰能改變世界。”

既然江淮“看清了未來的趨勢”，那么，46800電池什么時候能成為行業(yè)內(nèi)的大趨勢呢？

當(dāng)然，得先從“小趨勢”開始。

從動力電池裝機總量來說，根據(jù)韓國調(diào)研機構(gòu)SNE Research發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2021年全球各國注冊的動力電池裝機總量為296.8GWh，同比增加102.18%。

國內(nèi)方面，工信部最新的數(shù)據(jù)是，2021年全國鋰電池總產(chǎn)量高達324GWh，其中，動力型鋰電產(chǎn)量為220GWh，同比增長165%。

“小趨勢”的說法來自《小趨勢》這本書，意思是要成為一種趨勢，至少市場份額的占比要突破1%。

那么，以SNE的數(shù)據(jù)來算，如果4680電池要成為一種行業(yè)“小趨勢”，至少裝機量要超過3GWh才行。

而且，這還是2021年的數(shù)據(jù)。隨著動力電池裝機量的飛速發(fā)展，這個數(shù)字還要不斷加大。

去年7月27日的財報會議上，馬斯克表示“預(yù)計到明年年底，特斯拉將達到每年100GWh的4680電池產(chǎn)能?！?/p>

雖然現(xiàn)在看來，還是有點“吹牛”，但是這已經(jīng)讓“小趨勢”肉眼可見。所以，行業(yè)內(nèi)認為的2023年4680電池的“量產(chǎn)元年”，應(yīng)該是板上釘釘?shù)氖隆?/p>

我們知道，4680電池的專利是特斯拉于2019年11月才提交的。當(dāng)時我們還不能斷定，作為一種“破壞性”的技術(shù)創(chuàng)新，能不能改變“游戲規(guī)則”。

如今，才兩年過去，特斯拉已經(jīng)“秒速”量產(chǎn)，拍馬殺到。所以，國內(nèi)各企業(yè)真得加把勁了。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >