電池廠家爭先布局大圓柱，量產(chǎn)在即。松下在今年5月已經(jīng)開始小量試產(chǎn)4680電芯，并計劃2023年起為特斯拉提供4680電池，年產(chǎn)能 10GWh，約滿足15萬輛汽車的電池需求；LG 4680電池預(yù)計 2023 年下半年投產(chǎn)，規(guī)劃產(chǎn)能9GWh；三星SDI計劃2024年量產(chǎn)468電池，規(guī)劃產(chǎn)能8-12GWh。國內(nèi)方面，寧德時代規(guī)劃了 12GWh的4680 電池產(chǎn)能，預(yù)計 2024 年開始量產(chǎn)；億緯鋰能46 系大圓柱電池今年8月完成中試，預(yù)計今年底將有一部分產(chǎn)能釋放，遠期產(chǎn)能 40GWh。
一、4680 全極耳設(shè)計，倍率+安全雙提升
特斯拉 4680 電池采用的全極耳設(shè)計縮短了極耳傳導(dǎo)距離。全極耳（無極耳）工藝的圓柱型鋰電池，能量密度高，輸出功率提升數(shù)倍，同樣空間下車用搭載這種鋰電池續(xù)航里程增加 13%，且電池成 本每千瓦時可以降低 10%以上。全極耳設(shè)計可以提升電池倍率+安全，提升電池續(xù)航和降低電池成本，有助于國內(nèi)鋰電池，尤其是大圓柱鋰電池裝機量再拓新的臺階。
二、4680引領(lǐng)材料變革，硅基負極產(chǎn)業(yè)化進程加速
1、硅基負極潛力巨大，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用逐步成熟
高能量密度成發(fā)展趨勢。4680 電池采用硅基負極，能量密度達到 300Wh/kg。目前用戶對能量密度需求越來越高，在石墨負極逐漸難以滿足更高能量需求情況下，使用其他負極成為一種選擇，4680電池作為特斯拉追求高能量密度的一種設(shè)計方案，使用硅基負極，或?qū)⒁I(lǐng)硅基負極應(yīng)用趨勢。
當(dāng)前硅基負極主要應(yīng)用在消費電子、電動工具等領(lǐng)域，而4680電池將規(guī)模應(yīng)用拓展到動力電池領(lǐng)域。目前硅基負極市場價在20-30萬元/噸，與5 萬元/噸人造石墨（中端）相比價格高出4- 6倍，而硅基負極的毛利率也能達到50%，目前應(yīng)用上依然缺乏性價比。但參考 2022年5月， 石大勝華3萬噸年硅碳負極項目可行性報告，規(guī)劃硅基負極產(chǎn)能3萬噸/年，測算的銷售價格7萬元/噸左右。隨著硅基負極在動力電池領(lǐng)域滲透加速，未來產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；瘜⒔档凸杌蹆r，疊加中游材料廠讓利等因素，硅基負極性價比將逐漸提升。
各大負極廠商紛紛布局硅基負極。杉杉股份和貝特瑞在硅基負極布局較早，產(chǎn)品最為成熟，已實現(xiàn)量產(chǎn)并批量供貨，并且在電動工具等領(lǐng)域得到了部分運用。石大勝華、硅寶科技、杰瑞股 份等公司目前雖普遍處于中試階段，但擴產(chǎn)力度不小，硅基負極產(chǎn)能有望得到進一步釋放。
3、適配硅基負極，碳納米管滲透率或?qū)⑻嵘?/span>
碳納米管導(dǎo)電性能優(yōu)，適配硅基負極。碳納米管（CNT）是一種新型導(dǎo)電劑，可以降低降低鋰電池的內(nèi)阻，提高鋰電池極片的粘結(jié)強度和電池循環(huán)壽命。與炭黑相比，碳納米管可以在活性物 質(zhì)之間形成的線接觸式、面接觸式導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更為充分，能夠更加明顯提升導(dǎo)電性能，碳納米管可以有效降低阻抗，導(dǎo)電性能更好。在達到相同導(dǎo)電效果，碳納米管的用量僅為炭黑的1/6- 1/3。此外，碳納米管可以緩解硅材料在充放電過程中由于膨脹造成的結(jié)構(gòu)坍縮，適配硅基負極。
單壁碳納米管+硅負極性能更優(yōu)，循環(huán)性能提升四倍。單壁碳納米管解決了硅負極的關(guān)鍵和根本性問題，在硅負極顆粒體積膨脹并開始出現(xiàn)裂縫時，這些顆粒仍可通過 TUBALL 單壁碳納米管保 持較好的連接，防止負極材料破裂，提升硅負極循環(huán)壽命和循環(huán)性能，循環(huán)性能可以提升四倍。
單壁碳納米管提升15%電池續(xù)航里程。據(jù)OCSiAI，添加 TUBALL 單壁碳納米管可生產(chǎn)內(nèi)含 20％SiO的負極，電池能量密度可高達300Wh/kg和800 Wh/l，實現(xiàn)快充性能。在續(xù)航上，與目前市場優(yōu)質(zhì)的鋰離子電池相比，含單壁碳納米管的電池續(xù)航里程可提升15％以上。此外，添加單壁碳納米管后可以將負極中的SiOX含量提高到 90％，能量密度可以實現(xiàn)達到 350Wh/kg。我們認為4680電池將帶動硅基負極應(yīng)用量提升，這或?qū)訂伪谔技{米管滲透率提升。
