4680電池產(chǎn)業(yè)鏈全景解析

特斯拉2023年將迎來4680圓柱電池大規(guī)模量產(chǎn)，有望對相關(guān)大圓柱電

池企業(yè)、材料的技術(shù)路線和競爭格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響并引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革。特斯

拉圍繞4680電池打出“大電芯+全極耳+高銀高硅+CTC”的“組合拳”，同

時實現(xiàn)了續(xù)航長：4680能量密度提升＞20機(jī)充電快：全極耳優(yōu)化了電池的

熱電性能，可承受4c以上高倍率電流；成本低：大電池+高能量密度推薄

單Wh成本。未來在46系大圓柱電池制造方面，上游不可或缺的超高銀正

極材料、硅碳負(fù)極材料、新型鋰鹽LiFSI等領(lǐng)域具有技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)品成

熟度高、海外業(yè)務(wù)與產(chǎn)線布局等優(yōu)勢的企業(yè)有望率先迎來機(jī)遇。同時，4680

電池有望在特斯拉和頭部電池廠的推動下迎來爆發(fā)拐點。

O1

動力電池：三種封裝形式

圓柱、方形、軟包

動力電池專指為電動汽車輛提供動力的蓄電池。目前已經(jīng)量產(chǎn)的動力電池

按照封裝工藝主要分為圓柱、方形和軟包三種。圓柱電池早期憑借其型號

統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)在動力市場站穩(wěn)腳跟。2017年，由于性價比不占優(yōu)勢，

圓柱電池轉(zhuǎn)戰(zhàn)電動工具、電動兩輪車領(lǐng)域。2020年，國產(chǎn)特斯拉model3

等車型銷量帶動LG以及松下的圓柱電池在國內(nèi)動力電池出貨量提升，圓柱

重返動力市場。不同封裝方式電芯性對比：

中中

差。電池?zé)崾Э厝菀滓鸨?/p>

一般。電池?zé)崾Э貢r容易爆炸，目前可實現(xiàn)單

藝生產(chǎn)內(nèi)部容易出現(xiàn)溫度不-

向爆破.不會影響周圍電芯

均的情況，造成安全R

鋼殼、鋁殼鋁殼

卷繞卷繞、疊片

二二「「二二一高:一，「?「?一般

高.生產(chǎn)工藝成熟低

鋼殼及蓋帽完全國產(chǎn)化生產(chǎn),價格穩(wěn)定鋁殼及蓋幅完全國產(chǎn)化生產(chǎn).

圓柱生產(chǎn)較為簡單、成熟,設(shè)備成本相應(yīng)較低

由于圓柱電池生產(chǎn)設(shè)備效率高.人工成本較軟

包方彩低

生產(chǎn)工藝成熟、一致性高對電芯保護(hù)作用強(qiáng)，成組

成組效率低,能量密度相對較低安全性差,一致性差型

松下、億緯SDL寧德、比亞迪

—，相比方形

電池和軟包電池電芯間的緊密連接，4680的圓柱弧形表面，能夠一定程度

上限制電池之間的熱傳遞。

并且，特斯拉通過電芯的橫向排布，電芯間插入液冷散熱片等方法，進(jìn)一

步優(yōu)化溫控效果，從而提升車輛的續(xù)航里程。

4680電池包安裝圖示：

TeslaPatentAppInt.PubNumberWO2021/102340Al,27May,2021,

IntegratedEnergyStorageSystem

f74680

ModelY4680

mountstopack

Monoslabbatterycelarray

Not4modules

MokupibyGeorgeBowe*

資料來源:InsideEVs

02

什么是4680電池？

4680電池，即直徑46mm,高80mm的電池。命名方式前兩位46代表直徑46mm；

后兩位80代表高度80mll1。46：是指從21mm到46mm,系增加單體電池尺,寸

可攤薄非活性物質(zhì)占比，降低固定成本和BMS管理難度，46nlm之后熱管理

難度增加，降本收益為負(fù)，故46mm即為增大電芯尺寸后降本程度最大的最

優(yōu)點。80：80mm的高度相較此前70mm有所增加，可在徑向散熱不惡化的情

況下增大單體容量。一般因各家底盤設(shè)計而異，例如寶馬采用4695。

680和第二代電芯對比

4680電池于2020年9月的特斯拉電池日首次公開發(fā)布。相較于特斯拉此前

采用的第二代電芯2170電池，4680電池的電芯容量是其5倍，能夠提高相

應(yīng)車型16%的續(xù)航里程，輸出功率6倍于2170電池，在電池組層面每千瓦

時成本降低14%。1865、2170、4680電池尺寸及能量密度對比:

4680大圓柱電池生產(chǎn)流程

物料準(zhǔn)備活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑

揉平

粉末混合

焊集流盤、正極柱

涂布（干法電極技術(shù)）

入殼、負(fù)極集流盤焊接

輯壓、極片分切

入課、滾槽、烘烤

極耳模切

一次注液、二口化成、二次注液

極片烘烤（僅負(fù)極）

封口、測試、包裝

卷繞

S____________________________________________________/

由于一些結(jié)構(gòu)的變化（比如全極耳），與傳統(tǒng)圓柱對比，涂布、極耳模切、

焊接等環(huán)節(jié)采用了較為明顯的差異化方案。在加工工序方面，4680電池比

2170電池增加了極耳模切、揉平、激光焊集流盤、開口化成、激光焊蓋板

的工序。生產(chǎn)流程的變化對于產(chǎn)線設(shè)備、加工工藝提出了更高的要求。4680

和2170生產(chǎn)流程對比：

2170a.

混合?攪拌?

■m

u注液?烘干?

"1-----------------------------

壓封?清洗.

接技術(shù)要求較高：從點焊（傳統(tǒng)兩個極耳）到面焊（4680電池全極耳），

焊接工序和焊接量都變多，激光強(qiáng)度和焦距不容易控制，易焊穿燒到電芯

內(nèi)部或者沒有焊，目前電池良率較低（80%）。激光模切、激光焊等工序用

量增加、高精度要求提升相關(guān)設(shè)備價值量。激光模切設(shè)備主要廠商包括海

目星等、激光焊設(shè)主要廠商有聯(lián)贏激光等、沖壓設(shè)備代表廠商包括寧波精

達(dá)等。

(24

4680電池產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)

高鎂正極、硅碳負(fù)極、電解電

圓柱結(jié)構(gòu)件、PET筒箔/鋁箔，

4680電池技術(shù)革新和大規(guī)模應(yīng)用，對電池產(chǎn)業(yè)鏈影響較大。產(chǎn)業(yè)鏈中重點

關(guān)注的核心環(huán)節(jié)主要包括電池、正負(fù)極活性材料、電解液和結(jié)構(gòu)件等。

高銀正極材料

當(dāng)前國內(nèi)三元供應(yīng)商大部分產(chǎn)能為中銀高電壓三元，高銀三元產(chǎn)能充足且

產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商較少。高鍥正極材料方向來看，當(dāng)升科技、容百科技和

巴莫等龍頭企業(yè)布局高銀技術(shù)較早。2021年三元正極出貨前三的供應(yīng)商是

容百科技（8%）、巴莫（6.2%）和當(dāng)升科技（5.4%）,容百己經(jīng)全系切換

為8系和9系三元，當(dāng)升僅有少量中銀產(chǎn)能，大部分為高銀產(chǎn)能，巴莫21

年以中銀為主，22年高銀產(chǎn)能逐漸開始提升。

高銀前驅(qū)體

4680拉動國內(nèi)高銀出貨，前驅(qū)體龍頭釋放產(chǎn)能。2021年，全球三元前驅(qū)休

出貨量達(dá)到73.8萬噸，其中中國出貨量達(dá)到61.8萬噸，同比增長80.7%,

出貨占全球83.7%。中偉股份、格林美、華友鉆業(yè)三元前驅(qū)體出口排名前列，

主要供貨EC0PR0BM、LGC、L&F、P0SC0、優(yōu)美科和特斯拉等海外企業(yè)。其

中，中偉股份上下游一體化布局、海外客戶充足且已供貨特斯拉。2022年，

中偉股份和華友全球前驅(qū)體出貨占比預(yù)計有望分別達(dá)到25%和10%o

2021年前驅(qū)體企業(yè)上游彳

部分股東項目產(chǎn)成品保產(chǎn)能（萬噸）

A青美邦（濕）MHP5

格林美門■IDRRBMIII

A

??@華越（濕）MHP6

?山及0?國

A

華宇（濕）MHP12

?山田89?0)

華科（火）高冰鎮(zhèn)4.5

玨反牯業(yè)A

MUAYOUCOBALT?山理股集團(tuán)

中青新能源（火）高冰鎮(zhèn)6

團(tuán)

ZOWWGGROUP

*碳負(fù)極

硅碳負(fù)極是下一代主流負(fù)極材料，4680量產(chǎn)帶動需求爆發(fā)。

4680采用了高銀的正極和硅碳的負(fù)極材料.，是現(xiàn)階段量產(chǎn)能量密度最高的

電池。鑒于其外殼采用高強(qiáng)度銀鋼和圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)計，4680和硅碳負(fù)極兼容

性較好，有望提高硅的摻雜比例至3~10樂而方型和軟包電池為3%左右。

負(fù)極供應(yīng)商貝特瑞和杉杉已經(jīng)批量供貨硅碳負(fù)極。貝特瑞硅碳負(fù)極客戶包

括三星和松下（己經(jīng)切入松下-特斯拉體系），第四代硅碳負(fù)極材料正在研

發(fā)中；杉杉硅碳負(fù)極已經(jīng)用于3c領(lǐng)域，2018年開始給寧德時代供貨測試；

國軒高科目前已具備5000噸硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)能力。

硅碳負(fù)極進(jìn)

企業(yè)硅碳負(fù)極

pow*ryourlHr公司率先量產(chǎn)硅碳:

貝特瑞

技FIRS杉杉

尚未用比量生

杉杉

正拓能源

ZFTOZETO-ENERGY小批量

正拓能源

?座泰來

Ct?PUTAIl^AI與中科

璞泰來

深圳斯諾

sfrx,o納^5封摘研卷

深圳斯諾

.中科星城硅碳$1樹

中科星城

建感掰

翔豐華

■KAIJIN

■T瓶金

東莞凱金

電解液：新型鋰鹽LiFSI

4680性能優(yōu)異，新電解液需求倍增。

4680電池高銀正極熱穩(wěn)定性差，全極耳設(shè)計需要匹配高導(dǎo)電性的電解液，

而新型鋰鹽LiFSI具有電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性高、耐水解、耐高溫、抑制電

池漲氣等諸多優(yōu)勢，能滿足4680的需求。因此，4680電池的電解液LiFSI

有望替代LiPF6,但其成本較高，現(xiàn)多作為添加劑配合LiPF6使用。LiFSI

用作添加劑時用量約占電解液總質(zhì)量1~3%,輔助鋰鹽時用量可占電解液總

質(zhì)量3?5%；寧德時代、韓國LG化學(xué)等已將LiFSI應(yīng)用于其部分電解液配

方中。新宙邦收購瀚康、蘇州巴斯夫增加添加劑產(chǎn)能，目前新宙邦已建成

2000噸VC產(chǎn)能和800噸LiFSI產(chǎn)能。天賜材料在新鋰鹽LiFSI研發(fā)方面處

于領(lǐng)先地位，同時六瓶磷酸鋰自供比例iA到80%。目前天賜已建成6300噸

LiFSi產(chǎn)能和3.2萬噸噸LiPF6產(chǎn)能。2022年天賜和新宙邦有望達(dá)到全球

電解液出貨的25%和15%。

2021年電解液全球出貨占比

17.16%

23.93

12.89%

1.61%

1.84%

2.30%

2.99%

3.22%

11.51%

4.60%

4.83%

圓柱結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件方面，由于4680采用新構(gòu)型設(shè)計，制造門檻提升，使結(jié)

構(gòu)件轉(zhuǎn)向定制化、殼體+蓋板成套采購，格局優(yōu)化同時單品價值量提升。4680

電池技術(shù)為高能量高倍率主輔材應(yīng)用帶來強(qiáng)驅(qū)動，為結(jié)構(gòu)件和設(shè)備升級帶

來新機(jī)遇。全球動力鋰電池結(jié)構(gòu)件典型企業(yè)有：韓國SangsiEDP、日本FUJI

SPRINGSo中國國內(nèi)龍頭包括科達(dá)利，此外還有瑞德豐、無錫金楊、寧波震

裕、深圳深芝等企業(yè)，

動力電池結(jié)構(gòu)件代表廠商

企業(yè)產(chǎn)品

KOL科由打苑嵋構(gòu)件，汽車結(jié)構(gòu)件

科

癡NGSINED"

鋰電嵋柳牛（柱）

韓國SangsinEDP

QFUJISPRINGS

|II精密沖壓、精密模具，電池結(jié)構(gòu)件

SPRINGS

瑞德壬腌、就

AEDFAIRY

?PAC璉接1牛、電芯內(nèi)部軟連接

瑞德豐

限用更技

fMitHruMv電談構(gòu)件

寧波震裕

?sspp；鋁殼體、蓋板、樹脂精密部件

深圳深芝

圓柱鋼殼、蓋帽、方型殼體、負(fù)極極耳I

無錫金楊

PET銅箔/鋁箔

傳統(tǒng)的圓柱體電池都足卷繞方式，分為正負(fù)極銅箔、鋁箔隔膜疊加起來卷

繞，為了引出電極會在銅箔和鋁箔兩端分別焊接一個引出線叫極耳。傳統(tǒng)

的1860電池卷繞長度是800nlin,以導(dǎo)電性更好的銅箔為例，極耳從銅箔上

把電導(dǎo)出來長度最長就是800nlm,相當(dāng)于電流要通過800nIm長的導(dǎo)線，通過

計算得到電阻大約是20mQ,2170電池更粗一些卷繞長度大約是1000mm,

長電阻約23mQ,較長的銅箔為保證低的電阻，對銅箔厚度和一致性都會有

極高的要求。復(fù)合銅箔制造主要廠商包括鹿門海辰、重慶金美、萬順新材、

寶明科技、嘉元科技、中一科技、諾德股份等。此外，英聯(lián)股份、勝利精

密、方邦股份、阿石創(chuàng)陸續(xù)布局復(fù)合銅箔制造。

05

4680電池布局領(lǐng)先企業(yè)

4680電池主要廠商中，海外如LG、松下、三星，國內(nèi)如寧德時代、億緯鋰

能等頭部電池供應(yīng)商亦跟進(jìn)布局4680電池。寧德時代正加快研發(fā)節(jié)奏，計

劃2024年量產(chǎn)；比克在2021年3月深圳CIBF上展出大圓柱產(chǎn)品，預(yù)計2023

年量產(chǎn)；億緯鋰能現(xiàn)有已建成電池產(chǎn)能39GWh,預(yù)計2024年將擴(kuò)大至225GWh,

其公司公告顯示在湖北荊門計劃投產(chǎn)20GWh年產(chǎn)能的三元大圓柱電芯產(chǎn)線，

建設(shè)周期不多于18個月，有望在2024年底開始供應(yīng)。

頭部廠商4680電池規(guī)劃時間表:

時間表

公A司T

Battery