6月26日,据外媒报道,有消息称,由于能量密度和充电性能不尽人意,且成本更高,特斯拉正在考虑停止在德克萨斯州Giga Texas工厂生产4680电池,并且如果降本无法再年底前达到预期效果,特斯拉或将放弃4680电池的生产,转向外部供应商采购。
被特斯拉寄予厚望的4680到底发生了什么事情?Volta-plus带您解析其命运走向。
首先:特斯拉提出4680方案的背景
特斯拉在2020年电池日正式提出4680大圆柱电池,主要期待的效果是单体容量提高5倍、功率提升6倍、续航里程增加16%,每KWh电芯成本下降14%,减少汽车零部件而加快生产速度,这些优势使得特斯拉的4680电池在电动汽车领域具有极高的竞争力,后续宝马、大众、通用、蔚来、江淮、长安等主机厂纷纷跟进布局大圆柱电池项目。
而必须要强调的是,特斯拉本身电池方案一直选择圆柱路线,从18650到21700,后续再把4680作为未来电池方案,选择上无可厚非。21700圆柱到4680大尺寸以后,①电阻变大而必须采用全极耳来降低发热,②延续21700的高镍方案,LG供给Tesla的2100即为NCMA四元体系,③干电极来减少重量而提高能量密度同时减少添加剂等成本,④与车身结为一体的CTC结构来减少模组、电池包零部件成本及车身重量而提高续航,特斯拉的方案都是在相较于21700的瓶颈来扩大4680解决方案各种优势。
其次:4680究竟面临何种挑战,为什么特斯拉考虑放弃自行生产?
按照特斯拉自述理由以及市场上46大圆柱尚未大规模供应的原因结合来看
第一、难以达到降本效果。特斯拉自产4680成本更高的理由有二,① 电池核心的极板材料仍然依赖外部采购(共三家供应商),尚未发挥规模生产效应, ② 实际制造效率不高,良品率平均在80%水平,存在全极耳切折成型、集流盘焊接、干电极涂覆不均匀等制作难点,与理想中300ppm以及良品率90%以上发挥圆柱降本增效的差异较大。
第二、能量密度、快充及寿命性能不尽人意。4680虽然选用高镍三元及硅负极材料路线,但圆柱本身的体积利用率就比方型表现差;虽然因全极耳结构设计更加适合突出快充性能,但为了提高能量密度而选择的材料路线上,目前难以突出快充性能,也就是高镍硅负极材料体系上做成5~6C快充及1500周寿命仍有较大难度。
第三、磷酸铁锂电池冲击影响较大。特斯拉在上海G/F车型上80%选用了宁德时代磷酸铁锂方型电池,并且德国G/F产ModelY 上30%选择了比亚迪的刀片电池,两家头部企业的磷酸铁锂电池方案无论是成本及性能上均超过了自产的4680圆柱水平。
对于特斯拉来说,三元4680圆柱依然从LG以及松下等外部供应商采购,磷酸铁锂电池由宁德时代与比亚迪共同供应的同时,自制电池方面也在与宁德时代协商磷酸铁锂电池的LRS合作方案,确实没有太多理由坚持自产4680电池。
最后,46系列大圆柱未来命运走向如何?
Volta-plus数据显示国内三元46大圆柱价格为0.65~0.7元/Wh左右,是方型磷酸铁锂电池价格的将近2倍水平,暂无法与国内即将一统江湖的LFP电池正面冲突。目前国内企业正在用46系列在需要有限空间内呈现大电量的MPV混动车型、需要大倍率性能的eVTOL、数据中心UPS等应用上积极推进,形成一定规模以及方型电池价格有些许反弹时,再发挥大圆柱的降本增效作用,逐渐切入到纯电车型上。
Volta-plus整理如下主流企业46大圆柱进展,从量产时间上来看大致在2025年左右。
结论:目前市场及客户都是希望锂电池是六边形战士,全面满足成本、快充、寿命、续航、低温、倍率等性能要求,所以综合竞争力较强的磷酸铁锂电池在国内即将一统江湖,46大圆柱短期内想与之相较,Volta-plus核心观点是两条腿同时迈 ① 只突出成本,无需快充,倍率,超高续航等性能,主打10万元以下低价市场,②主打性能,抢占20~30%的对价格不敏感的高端市场,满足快充,长续航等性能要求。
长期来看,成本及性能上如能满足主机厂要求,2026年有望实现一定规模装机,让我们静待后续。
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