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明年量产!4680电池获特斯拉、宁德时代巨头集体押宝,储能行业成为潜力市场

已有1177次阅读2021-11-25标签:
 
在全球碳中和背景下,电动汽车行业迎来了发展新机遇。据CleanTechnica预测,2021年全球电动汽车销量将达到700万辆,中国大陆、日本、美国是电动汽车的三大市场。为了促进产业发展,美国、日本政府相继推出电动汽车相关政策,例如,美国政府推出“加强版”电动车购置补贴计划,日本政府同样表示将投入约1000亿日元(合8.77亿美元)作为补贴,支持先进的电动车电池工厂的建设。

在利好政策的支持下,日本相关电池企业加大布局力度。近期,松下为特斯拉的新一代圆柱电池4680做准备生产线的消息引起业内人士对4680电池的关注,更加值得期待的是,4680电池不仅仅用于汽车领域,未来在储能领域也将大展身手。


图源:特斯拉电池日

4680电池露出尖角

 

由于充电问题,电动汽车深陷续航焦虑,而续航焦虑最终会成为“电池的竞争”。特斯拉将差异化竞争押给了“4680”新型电池。4680电池,顾名思义是宽46毫米,长80毫米的圆柱形电池,采用的是无极耳技术,以“全极耳”的连接形式提升安全性。

据悉,相较于特斯拉此前采用的2170电池,4680电池的电芯容量是其5倍,能够提高相应车型16%的续航里程。根据特斯拉方面的估算,4680电池方案将比2170电池实现成本下降14%。此外,圆柱4680电池可以采用CTC封装方案,将电芯集成到整车底盘,据了解该方案可以节省约370个零部件,车身的重量可以减轻10%。综合来看,4680电池在能量密度、成本、安全性等各方面的优秀性能,是市场追捧的主要原因。

但4680电池的出现,不仅仅是2170到4680尺寸上的升级,而是电动汽车的技术路线的变化。电动汽车主要有三元锂电池、磷酸铁锂电池两大主流路线向,具体还可以分为方形、软包和圆柱。

在今年以前,三元锂电池一直强压磷酸铁锂电池被大多数电动汽车所采用,其中海外车企主要采用的就是三元路线。三元锂电池又细分为NCM(镍钴锰)与NCA(镍钴铝)两种路线,例如梅赛德斯奔驰旗下奔驰EQS 以及宝马ix3采用的是三元NCM811电池,特斯拉采用的是三元NCA电池。

磷酸铁锂电池技术路线的“逆袭”来自于特斯拉Model 3、Model Y标准版的开始采用磷酸铁锂电池之后,在今年10月,戴姆勒集团表示,为了节省成本,2024年-2025年期间发布的新一代奔驰EQA/EQB将采用磷酸铁锂电池。电池企业比亚迪更是推出了升级版的磷酸铁锂电池——刀片电池,并且逐步用在其王朝系列新能源汽车中。


第350批《道路机动车辆生产企业及产品公告》乘用车公示(图源:国家工业和信息化部)

回到4680电池身上,由于4680电池常常用来与2170等三元电池作为对比,因此被归类为三元电池中,但业内人士认为,4680指的是电池尺寸,并不是三元锂电池的特有技术,随着电池厂商的技术投入,未来有可能将4680电池用在磷酸铁锂电池上。这也意味着,4680电池的应用方向才刚刚露出尖角,未来市场空间还有待挖掘。

4680电池量产前夕,电池企业相继进入赛道

 

在4680电池的布局中,特斯拉与松下的合作最为紧密。在第三季度投资者交流会上,马斯克表示明年将交付首批配备新型4680电池的Model Y,同时表示希望能够在明年年底之前实现每周生产5000辆该车型,理想情况下达到每周1万辆。这笔大单促使松下不得不加快生产进度,今年10月松下公开了为特斯拉研发的4680电池原型,并表示将于明年 3 月在日本开始对4680电池进行试生产。

从今年1-9月全球动力电池装机量排名榜来看,在全球电池企业中,松下位列第三,是日本动力电池厂商中的龙头。为了保证特斯拉产能,2021年,松下与特斯拉的合资工厂Gigafactory计划将产能提高10%,达到38-39GWh,并且计划在挪威建立合资电池工厂。此外,由于特斯拉的大部分市场是在中国市场,松下也在国内建立了电池工厂,与厦钨新能、贝特瑞、江苏国泰等设备供应商达成合作。

得益于4680电池在续航、成本等方面的优势,不仅是松下,国内外多家电池企业早已看到4680电池未来的市场爆发力。国泰君安表示,当前LG新能源、三星SDI、宁德时代、亿纬锂能、比克电池等电池企业都已经涉足大圆柱/4680电芯开发,头部电池厂纷纷加入4680电池阵营,4680未来有望成为圆柱电池主流型号。

松下、LG新能源以及宁德时代是特斯拉的三大合作厂商,其中今年3月,LG表示已开始为4680电池建造一条试点生产线,计划到2023年开始批量生产,为特斯拉工厂供货。宁德时代为4680电池项目取名“金箍棒”。

值得注意的是,目前已有消息表示特斯拉在寻找国内的4680大圆柱电池合作厂商,其中就有亿纬锂能。而亿纬锂能在4680电池产线的布局也从侧面印证了这个消息的真实性。今年11月,在荆门动力储能电池产业园开工仪式上,亿纬锂能董事长刘金成表示:“将在荆门建设的大圆柱电池项目,可能是全世界范围内最先量产的4680和4695电池的生产基地,这里生产的电池将装备给全世界最牛的公司。” 此次落地的20GWh乘用车用大圆柱电池项目正是4680和4695电池生产线。早在今年9月,与亿纬锂能合作的StoreDot就宣布已经生产出第一款4680电池,这也为亿纬锂能在4680电池业务上打下基础。


图源:根据公开资料整理

汽车行业不会是4680电池唯一的方向

 

作为行业先驱,特斯拉具备其他车企所没有的“带货效应”,4680电池是否会带来电动汽车电池技术路线的行业革命这也不是没有可能,但在量产上车之前,这一切也只是猜测。

从马斯克的市场布局来看,特斯拉会根据市场定位选择不同的技术路线,例如入门车型选择使用寿命长的磷酸铁锂电池,而强调续航时间、重量的中高端产品会使用“高镍低钴”三元锂电池,业内人士认为,在Model Y之后,Model S、Cybertruck等车型将陆续使用4680电池。

除了电动汽车电池,马斯克还透露了4680电池的另一个重要方向——储能。今年,特斯拉申请一项“用于储能设备的二氟磷酸盐添加剂化合物及其方法”的专利,根据公开资料得知,该专利涉及改善储能设备中的电池化学,将开发一种电解质用以提高电池的性能同时降低其成本,这可能适用于4680电池。此外,国内电池企业蔚蓝锂芯在投资者互动平台表示,4680电池可以用于储能。

众所周知,马斯克除了造火箭与造汽车之外的另一项业务就是太阳能业务,据外媒报道,马斯克曾表示,通过安装特斯拉太阳能电池板和Powerwall家用储能电池可以提高住宅价值,并且不断推进太阳能业务。那么4680电池在马斯克的太阳能业务是否能占有一席之地?从马斯克的全产业链布局来看,这也不是没有可能。

据报道,特斯拉的Powerwall储能电站全球安装量已超25万个,该设备采用圆柱形锂电池作为电芯,容量可以达到13.5kWh。值得一提的是,Powerwall储能电站可以结合特斯拉太阳能发电屋顶为家庭提供储能方案。

目前特斯拉暂未公布4680电池在储能行业的相关应用场景,但在碳中和的背景下,储能市场已经成为产业链企业押注的方向之一。

例如宁德时代发布的“储能战略”被业内认为是基于磷酸铁锂电池展开的,因为磷酸铁锂电池是储能电池首选电池,在成本上也要优于三元锂电池。宁德时代副董事长黄世霖曾表示:“储能电池比动力电池要求高得多,现在1500-2000个循环就足以满足乘用车对动力电池的要求,但储能电池的要求是至少8000个循环。”从这个数据来看,一旦4680电池打开储能市场将得到另一个飞跃。
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