新能源汽车产业链热点报告：4680大圆柱电池迎来大规模量产新节点

smingfTable_Title]4680大圆柱电池迎来大规模量产新节点 曹洋有色首席分析师从业资格号：F3012297投资咨询号：Z0013048Tel:8621-63325888-3904Email:yang.cao@orientfutures.com 2024年9月26日 ★特斯拉4680大圆柱电池迎来大规模量产新节点 特斯拉4680大圆柱电池量产能力提升。日韩电池供应商（LG新能源、三星SDI、松下）相继宣布即将量产4680电芯——LG新能源韩国梧仓工厂若按照6月时所公告的情况所说，如今已在爬产中，初始年产能预计8GWh；三星SDI在送样阶段，送样有小试，中试，吨试，批量试验，估计6个月时间，若一切顺利则有望25年初开启量产；松下也称将在评估后开启量产，同理，也存在量产前环节卡顿的可能。我们将持续关注相关进度。 联系人 徐瑜从业资格号：F03107629Email：yu.xu@orientfutures.com ★干法正极工艺实现突破 采用干法正极工艺的量产型4680电池已经装配验证车辆，目标Q4实现量产干法正极4680电池。理论上，湿法工艺需要混合电极粉末与溶剂制成浆料、均匀地涂布在箔材集流体上、再进行烘烤干燥以回收溶剂；而干法工艺情形下，以NMP为例的溶剂需求将出现收缩，高温烘烤的环节也将省略，从而达到降低电芯生产成本的目的，此外还能一定程度上简化回收难度、减少温室气体排放等。 ★大圆柱电池行业景气度提升 特斯拉选择大圆柱电池，可能是基于原有的电池开发经验，圆柱的研发路径最短。宝马方面，除了能量密度、成本、超充等性能优势外，可能还有“标准化”层面的考虑。基于这两家重量级车企的背书，4680、4695、46120等型号大圆柱电池无疑成为布局的重点。宝马启用开发新世代车型与新一代大圆柱电池的时间定于2025年，该目标时间的将近，以及近期诸多讯息的到来，无疑提升了大圆柱电池行业景气度。国内新能源汽车市场高度竞争，电车价格持续下探，而相较之下海外市场存在电车经济性不足问题，技术降本如果顺利，则市场距迎来更便宜的电车将又近一步。 ★风险提示 产业化进度不及预期；工艺降本不及预期。 目录 1.特斯拉4680大圆柱电池迎来大规模量产的新节点...........................................................................................................42.4680电池的缘由和意义.........................................................................................................................................................73.大圆柱电池路径选择和现状.................................................................................................................................................84.总结和讨论...........................................................................................................................................................................105.风险提示...............................................................................................................................................................................11 图表目录 图表1：4680电池爬产进度跟踪..................................................................................................................................................................4图表2：Cybertruck电池护照........................................................................................................................................................................5图表3：4680电池相关产能规划情况统计..................................................................................................................................................6图表4：4680电池性能提升.........................................................................................................................................................................7图表5：大圆柱电池降本曲线（46mm是最优选）...................................................................................................................................7图表6：无极耳和单极耳性能对比..............................................................................................................................................................7图表7：无极耳结构......................................................................................................................................................................................7图表8：宝马集团扩大动力电池生产网络..................................................................................................................................................9图表9：宝马第六代电池采用圆柱型（Gen6）.........................................................................................................................................9图表10：特斯拉、宝马电芯供应商一览.....................................................................................................................................................9 1.特斯拉4680大圆柱电池迎来大规模量产的新节点 自2020年特斯拉首度公开提出4680大圆柱电池计划以来，4680大电池的进展备受行业关注，但受制于良率等瓶颈，产能爬坡明显落后于预期。而今年下半年以来相继传来好消息： 1）产能爬坡方面，Q2财报会议上，特斯拉表示Q2的4680量产能力较Q1提升了51%。具体数额来看，9月15日，特斯拉宣布第一亿颗4680大圆柱电池成功下线，此前曾于6月6日宣布生产了第5,000万个电池单元，以及于23年10月宣布生产了第2,000万个电池单元，这表明过去101天4680电池平均产量已经达到49.5万个/天，而23年10月至24年6月之间平均产量约为14万个/天，相较之下产能水平有大幅提高。 2）供应商方面，日韩电池企业LG新能源（LGES）、三星SDI、松下相继宣布，即将量产特斯拉4680型电芯。LG新能源今年6月时表示，将于8月在韩国梧仓工厂投产4680型电芯，计划2024年底前满负荷生产；三星SDI计划到2025年初开始量产46系列圆柱形电池，已在韩国天安工厂设立生产线，并已向通用等主要客户发出了样品；松下能源9月9日通过社交媒体平台宣布，位于日本西部的和歌山工厂已完成4680大圆柱锂离子电池的量产准备工作，量产将在最终评估后正式开始，松下计划在2025年前实现大规模生产。 3）技术突破方面，今年Q2财报会议上，特斯拉宣布采用干法正极工艺的量产型4680电池已经装配验证车辆，目标是Q4实现量产干法正极4680电池。 生产基地方面，目前4680电池的生产主要由特斯拉位于加州和德州的两家工厂进行。新增产能项目经过多年动荡，有几个值得关注：特斯拉与松下合资的内华达超级工厂规划了野心勃勃的100GWh扩建计划，扩建已于今年1月开启；以及，三家日韩供应商松下、LG新能源、三星SDI位于本土的电池工厂均给出了25年初或25年前量产的计划。 2.4680电池的缘由和意义 特斯拉在2020年9月的电池日活动上首度公开了4680电池的构想。所谓4680，是指圆柱电池的直径为46mm、高度为80mm，该电池较特斯拉此前使用的1865（2008年）、2170（2017年）圆柱电池的体积都更大。大电池对降本作用明显，综合了续航里程等性能考虑后，46mm直径成为最优选。 大电池带来了充电方面的新挑战，于是采用无极耳结构（tabless），旨在通过缩短极耳传导距离来提高电池功率和充电能力。最终，相比2170电池，4680电池可以实现单体容量提升5倍、车辆续航提升16%、可提供电力提升6倍，每kWh降本约14%。 资料来源：《2020BatteryDayPresentationDeck》 资料来源：《2020BatteryDayPresentationDeck》 资料来源：《2020BatteryDayPresentationDeck》 资料来源：《2020BatteryDayPresentationDeck》 在特斯拉电池日上，共提出了电芯设计、电芯生产、负极材料、正极材料、电芯车身集成五个方面的降本计划，每kWh分别期望降本14%、18%、5%、12%、7%，合计每kWh降本56%，旨在制造出价格实惠可承担的汽车。其中，4680电池主要是在电芯结构层面的创新，其他降本措施包括： -干法电极工艺——传统工艺采用湿法电极涂布，需要混合、涂布、干燥、辊压等环节，干法仅需要混合、干法涂布两个环节，旨在通过简化制造流程、减少设备使用达到降本的效果。根据当时测算，干法可以使设备占地和能耗分别减少10倍。特斯拉2019年收购Maxwel