電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/莫婷婷)在全球碳中和背景下,電動汽車行業(yè)迎來了發(fā)展新機(jī)遇。據(jù)CleanTechnica預(yù)測,2021年全球電動汽車銷量將達(dá)到700萬輛,中國大陸、日本、美國是電動汽車的三大市場。為了促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,美國、日本政府相繼推出電動汽車相關(guān)政策,例如,美國政府推出“加強(qiáng)版”電動車購置補(bǔ)貼計(jì)劃,日本政府同樣表示將投入約1000億日元(合8.77億美元)作為補(bǔ)貼,支持先進(jìn)的電動車電池工廠的建設(shè)。
在利好政策的支持下,日本相關(guān)電池企業(yè)加大布局力度。近期,松下為特斯拉的新一代圓柱電池4680做準(zhǔn)備生產(chǎn)線的消息引起業(yè)內(nèi)人士對4680電池的關(guān)注,更加值得期待的是,4680電池不僅僅用于汽車領(lǐng)域,未來在儲能領(lǐng)域也將大展身手。
圖源:特斯拉電池日
4680電池露出尖角
由于充電問題,電動汽車深陷續(xù)航焦慮,而續(xù)航焦慮最終會成為“電池的競爭”。特斯拉將差異化競爭押給了“4680”新型電池。4680電池,顧名思義是寬46毫米,長80毫米的圓柱形電池,采用的是無極耳技術(shù),以“全極耳”的連接形式提升安全性。
據(jù)悉,相較于特斯拉此前采用的2170電池,4680電池的電芯容量是其5倍,能夠提高相應(yīng)車型16%的續(xù)航里程。根據(jù)特斯拉方面的估算,4680電池方案將比2170電池實(shí)現(xiàn)成本下降14%。此外,圓柱4680電池可以采用CTC封裝方案,將電芯集成到整車底盤,據(jù)了解該方案可以節(jié)省約370個(gè)零部件,車身的重量可以減輕10%。綜合來看,4680電池在能量密度、成本、安全性等各方面的優(yōu)秀性能,是市場追捧的主要原因。
但4680電池的出現(xiàn),不僅僅是2170到4680尺寸上的升級,而是電動汽車的技術(shù)路線的變化。電動汽車主要有三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池兩大主流路線向,具體還可以分為方形、軟包和圓柱。
在今年以前,三元鋰電池一直強(qiáng)壓磷酸鐵鋰電池被大多數(shù)電動汽車所采用,其中海外車企主要采用的就是三元路線。三元鋰電池又細(xì)分為NCM(鎳鈷錳)與NCA(鎳鈷鋁)兩種路線,例如梅賽德斯奔馳旗下奔馳EQS 以及寶馬ix3采用的是三元NCM811電池,特斯拉采用的是三元NCA電池。
磷酸鐵鋰電池技術(shù)路線的“逆襲”來自于特斯拉Model 3、Model Y標(biāo)準(zhǔn)版的開始采用磷酸鐵鋰電池之后,在今年10月,戴姆勒集團(tuán)表示,為了節(jié)省成本,2024年-2025年期間發(fā)布的新一代奔馳EQA/EQB將采用磷酸鐵鋰電池。電池企業(yè)比亞迪更是推出了升級版的磷酸鐵鋰電池——刀片電池,并且逐步用在其王朝系列新能源汽車中。
第350批《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》乘用車公示(圖源:國家工業(yè)和信息化部)
回到4680電池身上,由于4680電池常常用來與2170等三元電池作為對比,因此被歸類為三元電池中,但業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,4680指的是電池尺寸,并不是三元鋰電池的特有技術(shù),隨著電池廠商的技術(shù)投入,未來有可能將4680電池用在磷酸鐵鋰電池上。這也意味著,4680電池的應(yīng)用方向才剛剛露出尖角,未來市場空間還有待挖掘。
4680電池量產(chǎn)前夕,電池企業(yè)相繼進(jìn)入賽道
在4680電池的布局中,特斯拉與松下的合作最為緊密。在第三季度投資者交流會上,馬斯克表示明年將交付首批配備新型4680電池的Model Y,同時(shí)表示希望能夠在明年年底之前實(shí)現(xiàn)每周生產(chǎn)5000輛該車型,理想情況下達(dá)到每周1萬輛。這筆大單促使松下不得不加快生產(chǎn)進(jìn)度,今年10月松下公開了為特斯拉研發(fā)的4680電池原型,并表示將于明年 3 月在日本開始對4680電池進(jìn)行試生產(chǎn)。
從今年1-9月全球動力電池裝機(jī)量排名榜來看,在全球電池企業(yè)中,松下位列第三,是日本動力電池廠商中的龍頭。為了保證特斯拉產(chǎn)能,2021年,松下與特斯拉的合資工廠Gigafactory計(jì)劃將產(chǎn)能提高10%,達(dá)到38-39GWh,并且計(jì)劃在挪威建立合資電池工廠。此外,由于特斯拉的大部分市場是在中國市場,松下也在國內(nèi)建立了電池工廠,與廈鎢新能、貝特瑞、江蘇國泰等設(shè)備供應(yīng)商達(dá)成合作。
得益于4680電池在續(xù)航、成本等方面的優(yōu)勢,不僅是松下,國內(nèi)外多家電池企業(yè)早已看到4680電池未來的市場爆發(fā)力。國泰君安表示,當(dāng)前LG新能源、三星SDI、寧德時(shí)代、億緯鋰能、比克電池等電池企業(yè)都已經(jīng)涉足大圓柱/4680電芯開發(fā),頭部電池廠紛紛加入4680電池陣營,4680未來有望成為圓柱電池主流型號。
松下、LG新能源以及寧德時(shí)代是特斯拉的三大合作廠商,其中今年3月,LG表示已開始為4680電池建造一條試點(diǎn)生產(chǎn)線,計(jì)劃到2023年開始批量生產(chǎn),為特斯拉工廠供貨。寧德時(shí)代為4680電池項(xiàng)目取名“金箍棒”。
值得注意的是,目前已有消息表示特斯拉在尋找國內(nèi)的4680大圓柱電池合作廠商,其中就有億緯鋰能。而億緯鋰能在4680電池產(chǎn)線的布局也從側(cè)面印證了這個(gè)消息的真實(shí)性。今年11月,在荊門動力儲能電池產(chǎn)業(yè)園開工儀式上,億緯鋰能董事長劉金成表示:“將在荊門建設(shè)的大圓柱電池項(xiàng)目,可能是全世界范圍內(nèi)最先量產(chǎn)的4680和4695電池的生產(chǎn)基地,這里生產(chǎn)的電池將裝備給全世界最牛的公司?!?此次落地的20GWh乘用車用大圓柱電池項(xiàng)目正是4680和4695電池生產(chǎn)線。早在今年9月,與億緯鋰能合作的StoreDot就宣布已經(jīng)生產(chǎn)出第一款4680電池,這也為億緯鋰能在4680電池業(yè)務(wù)上打下基礎(chǔ)。
圖源:電子發(fā)燒友根據(jù)公開資料整理
汽車行業(yè)不會是4680電池唯一的方向
作為行業(yè)先驅(qū),特斯拉具備其他車企所沒有的“帶貨效應(yīng)”,4680電池是否會帶來電動汽車電池技術(shù)路線的行業(yè)革命這也不是沒有可能,但在量產(chǎn)上車之前,這一切也只是猜測。
從馬斯克的市場布局來看,特斯拉會根據(jù)市場定位選擇不同的技術(shù)路線,例如入門車型選擇使用壽命長的磷酸鐵鋰電池,而強(qiáng)調(diào)續(xù)航時(shí)間、重量的中高端產(chǎn)品會使用“高鎳低鈷”三元鋰電池,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在Model Y之后,Model S、Cybertruck等車型將陸續(xù)使用4680電池。
除了電動汽車電池,馬斯克還透露了4680電池的另一個(gè)重要方向——儲能。今年,特斯拉申請一項(xiàng)“用于儲能設(shè)備的二氟磷酸鹽添加劑化合物及其方法”的專利,根據(jù)公開資料得知,該專利涉及改善儲能設(shè)備中的電池化學(xué),將開發(fā)一種電解質(zhì)用以提高電池的性能同時(shí)降低其成本,這可能適用于4680電池。此外,國內(nèi)電池企業(yè)蔚藍(lán)鋰芯在投資者互動平臺表示,4680電池可以用于儲能。
眾所周知,馬斯克除了造火箭與造汽車之外的另一項(xiàng)業(yè)務(wù)就是太陽能業(yè)務(wù),據(jù)外媒報(bào)道,馬斯克曾表示,通過安裝特斯拉太陽能電池板和Powerwall家用儲能電池可以提高住宅價(jià)值,并且不斷推進(jìn)太陽能業(yè)務(wù)。那么4680電池在馬斯克的太陽能業(yè)務(wù)是否能占有一席之地?從馬斯克的全產(chǎn)業(yè)鏈布局來看,這也不是沒有可能。
據(jù)報(bào)道,特斯拉的Powerwall儲能電站全球安裝量已超25萬個(gè),該設(shè)備采用圓柱形鋰電池作為電芯,容量可以達(dá)到13.5kWh。值得一提的是,Powerwall儲能電站可以結(jié)合特斯拉太陽能發(fā)電屋頂為家庭提供儲能方案。
目前特斯拉暫未公布4680電池在儲能行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用場景,但在碳中和的背景下,儲能市場已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)押注的方向之一。
例如寧德時(shí)代發(fā)布的“儲能戰(zhàn)略”被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是基于磷酸鐵鋰電池展開的,因?yàn)榱姿徼F鋰電池是儲能電池首選電池,在成本上也要優(yōu)于三元鋰電池。寧德時(shí)代副董事長黃世霖曾表示:“儲能電池比動力電池要求高得多,現(xiàn)在1500-2000個(gè)循環(huán)就足以滿足乘用車對動力電池的要求,但儲能電池的要求是至少8000個(gè)循環(huán)?!睆倪@個(gè)數(shù)據(jù)來看,一旦4680電池打開儲能市場將得到另一個(gè)飛躍。
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