巨头积极扩产 特斯拉4680电池大规模量产仍需时间

近日，电池巨头松下和LG新能源纷纷加大对于特斯拉4680电池的投资：松下控股集团日前发布了最新的集团战略概要，公司明确表示，将在2031年3月底前，将电动车电池的产能扩大至200吉瓦时/年，大概是今年3月底的4倍。该公司还确认，在4680电池产能方面，除了尽快推进和歌山工厂的稳定量产外，还将在2030年前在北美至少新建2座工厂生产4680电池。而不久前，松下宣布，将推迟特斯拉4680电池的商业化生产时间。其计划将4680电池的量产时间推迟至2024年4月至9月期间。松下声称，量产时间之所以被推迟一年，主要是为了提高电池性能。作为特斯拉最早的电池合作伙伴，松下于2021年10月公布与特斯拉合作开发的4680电池。两家企业还在内华达州合建了一座电池工厂。松下在日本工厂生产的电池被用于特斯拉Model S和Model X，在内华达州工厂生产的电池则用于特斯拉弗里蒙特工厂生产的Model 3。去年2月28日，松下宣布将在2023财年（2023年4月至2024年3月）开始为特斯拉量产4680电池。为此，松下计划在日本和歌山（Wakayama）工厂新建两条生产线。据日经新闻报道，松下计划向该工厂投资800亿日元（约合40.62亿元人民币），预计年产能为10GWh，约占松下产能的20%，足够为约15万辆电动汽车供能。去年6月，松下表示其已向特斯拉提供4680电池样品。更早的时候，特斯拉曾要求松下加快4680电池单元的开发，为旗下电动皮卡Cybertruck等2023年量产的新车提供动力。不过，目前特斯拉已经在自己的超级工厂里生产4680电池，而松下在和歌山的4680产线尚处于试验状态，原本预定今年开始的量产计划正因为“试图提高电池性能”而延后。5月17日，还有消息称，特斯拉4680电池的另一家供应商LG新能源已组建一个新团队，专门开发特斯拉广泛使用的4680电池。消息人士透露，LG新能源组建的新团队由副会长Ryu Deok-hyun领导，有大约200多员工。该团队除了开发4680电池外，还在开发4695电池。早在2021年2月，就有外媒报道，LG新能源已开始建造特斯拉4680电池试点产线。去年6月，有消息称该公司拟投资5820亿韩元（约合30.72亿元人民币）用于Ochang工厂4680电池生产线建设，新生产线的产能为9GWh。2020年9月22日，特斯拉在电池日上首次发布了4680圆柱电池。据介绍，该电池高80毫米、直径46毫米，和传统锂电池相比，能量密度提高5倍，续航里程提高16%，且成本降低14%。该电池采用无模组设计，用更少的电芯数量降低了电池热管理的难度。此外，该电池的激光无极耳技术，在降低电池内阻的同时，提高了电池的热稳定性。目前，特斯拉已经在加州和得州工厂小批量生产4680电池，截至2022年底，特斯拉每周为1000多辆Model Y生产配套的4680电池，特斯拉正谋划加大4680电池的产量。中金公司研报表示，预期随各企业工艺改进、产线跑通，4680电池良率有望持续提升。大圆柱方案有望从特斯拉逐步渗透其他车企。预计至2025年4680等大圆柱电池总装机有望超180GWh，占动力电池总装机量约12.2%。在国内，亿纬锂能、宁德时代、比克电池、国轩高科等电池厂商也在积极跟进4680大圆柱电池的研发，部分厂商还宣布将在2023年实现量产。今年3月，有知情人士透露，特斯拉正在寻找中国和韩国的材料供应商，以帮助降低其最新的4680电池的成本并提高能量密度。与此同时，该公司正在努力解决与4680电池相关的性能和生产问题，这些问题曾导致Cybertruck的上市推迟。据悉，该皮卡急需高密度新一代4680电池装车。此前特斯拉一位高曾透露，公司计划在明年Cybertruck生产之前稳步提高4680电池芯的产量。知情人士称，随着特斯拉在美国加大4680个电芯的生产力度，该公司已经与中国宁波容百新能源科技股份有限公司和苏州东山精密制造股份有限公司达成合作，帮助其削减材料成本。不过，目前看来，4680电池短期内仍无法量产。当地时间5月16日，特斯拉在得州超级工厂召开的2023年股东大会上，特斯拉CEO马斯克表示，4680电池大规模量产还需要时间，而通胀削减法案（IRA）为新能源电池产业提供了帮助。外界认为，量产推迟或许和目前特斯拉在北美工厂生产的4680电池性能不及预期有关。日前，@TroyTeslike根据EPA（美国环境保护署）发布的关于特斯拉Model Y续航测试结果进行了计算，发现当前美国小部分标准续航Model Y车型中使用的4680电池的能量密度， 比特斯拉在全世界范围内普遍使用的2170电池低了13%，仅有229Wh/kg （得州产4680电池标称244Wh/kg，而理论可达300Ｗh/kg以上）。 另外，由于特斯拉的4680电池运用了全极耳和干法涂布两项工艺，虽然让发热和成本问题有所缓解，但也增加了生产的难度。在业内看来，全极耳技术能够提升电芯功率性能及散热。然而，该技术很难折叠整齐，对工艺要求很高。据国联证券分析，无极耳结构决定了焊接方式从电焊替换为面焊，焊接量较传统极耳结构电池提高了4-5倍，对激光焊接设备提出了更高要求。而与传统湿法相比，干法涂布技术不使用溶剂合浆，直接使用细粉粘合剂与正极粉末混合，过辊压机形成带状电极后再经层压附着于金属箔集流体形成电极。该方法的好处是成本更低和更环保，但对粘结剂的要求更高，技术仍然需要攻关。