中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：經(jīng)國內(nèi)外多方求證，特斯拉在2023年春季完成了對(duì)中國某圓柱電池廠商的審廠工作，若后續(xù)進(jìn)展順利，該廠商將成為松下、LG之后的第三家特斯拉圓柱電池供貨商。
從特斯拉第一款產(chǎn)品Roadster開始搭載18650電池量產(chǎn)，到Model Y、Model 3這兩款走量車型帶動(dòng)2170大規(guī)模上車，再到2020年電池日發(fā)布全新4680電池，三代圓柱電池在新能源汽車領(lǐng)域的演進(jìn)都離不開特斯拉的推動(dòng)。
而如今包括特斯拉在內(nèi)的各大廠商面對(duì)4680電池紛紛遭遇量產(chǎn)難題，誰將幫助特斯拉邁出關(guān)鍵一步？
一、4680 降本增效
從2020年發(fā)布4680電池型號(hào)至今，特斯拉一直處于技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)能爬坡階段。特斯拉圓柱主力供應(yīng)商松下也在今年宣布延期量產(chǎn)計(jì)劃一年左右，而其另一圓柱供應(yīng)商LG新能源也遲遲未能公布準(zhǔn)確量產(chǎn)時(shí)間。
4680的量產(chǎn)成為了當(dāng)今動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)大難題。那為何特斯拉如此迷戀這款讓各大廠商為難的電池型號(hào)？
“降本，”國內(nèi)某圓柱電池工程師透露，“4680的首要目標(biāo)是降本。”
1.提高制造效率
從電池制造方面來說，圓柱電池相較于方形與軟包電池，生產(chǎn)效率更高。
在制造業(yè)中，存在著三大定律：
摩爾定律（集成電路中每平方英寸晶體管的數(shù)量每?jī)赡攴环?，而成本則減半）
弗拉特利定律（人類基因組測(cè)序取得更快的進(jìn)展，成本大大降低）
萊特定律（當(dāng)飛機(jī)產(chǎn)量翻倍時(shí)，成本以特定的速度下降）
三大定律都將高端制造指向同一方向：效率的提升，帶動(dòng)規(guī)模的擴(kuò)大，從而推動(dòng)成本的下降。
麻省理工學(xué)院博士后Micah Ziegler團(tuán)隊(duì)也曾在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上發(fā)表文章指出：自1991年首次投入商業(yè)使用以來，鋰離子電池的平均生產(chǎn)成本下降了97%。
在所有鋰離子電芯的制造過程中，圓柱電芯得益于商業(yè)化時(shí)間最早，因此工藝標(biāo)準(zhǔn)化程度最高。
目前，圓柱電芯的卷繞工藝可達(dá)到180-200PPM（Pieces Per Minute，每分鐘產(chǎn)出數(shù)量）。即便是4680的生產(chǎn)效率目前低于18650、2170兩款型號(hào)的電芯，也遠(yuǎn)高于方型電芯、軟包電芯的疊片與卷繞工藝效率（通常為10-15PPM左右）。
來源：中國儲(chǔ)能網(wǎng)圖庫
在圓柱電池制造效率領(lǐng)先的同時(shí)，4680電池外型的增大，與2170相比減少了電池包中的單體電池?cái)?shù)量，在整車裝配層面提高了效率。
以Model Y為例，續(xù)航500km版本的電池包中，如果用18650電池組裝，需要7000個(gè)左右；如果用2170電池組裝，數(shù)量減少到4000個(gè)；但如果裝配4680電池，只需要960多個(gè)單體電池即可。
電池?cái)?shù)量的減少，直接影響就是整車在CTC結(jié)構(gòu)（Cell to Chassis，從電芯直接到底盤）的焊接點(diǎn)減少。原本2170電池包的焊點(diǎn)是17,600個(gè)，但是4680電池的焊點(diǎn)只有1,660多個(gè)，兩者相差十倍左右，效率有著質(zhì)的飛躍。
僅僅改變外形尺寸這一個(gè)指標(biāo)，4680所帶來的制造效率就有極大提升。但這顯然不能滿足特斯拉的“野心”。
2.降低成本
在物料生產(chǎn)的成本方面，由于圓柱電芯單體容量低，因此制作所用極片與方形、軟包相比更小。作為動(dòng)力電池中最貴的組成部分（占組件成本50-60%），極片的小型化可以提高整個(gè)生產(chǎn)過程中極片物料的利用率。
即便在圓柱電芯極片涂布中出現(xiàn)瑕疵，也只需損失一小片極片物料，損耗大為降低。在篩選標(biāo)準(zhǔn)相同、自動(dòng)化水平相等條件下，圓柱電芯的物料利用率高于方形電芯3-5%以上。
生產(chǎn)物料數(shù)量的降低，意味著生產(chǎn)成本的降低。
2019年，特斯拉通過收購Maxwell公司得到干法電極生產(chǎn)技術(shù)，又將其加持到4680的生產(chǎn)過程中。
而該工藝，也是4680電池降本增效的重中之重。
在降本方面，與傳統(tǒng)濕法工藝相比，干法電極制造中無需添加NMP溶劑（N-甲基吡咯烷酮），直接砍掉了極片制造中涂布干燥及溶劑回收環(huán)節(jié)的同時(shí)，也省去了相關(guān)設(shè)備的投放，減少了生產(chǎn)能耗與單位生產(chǎn)面積，并縮減了人員投入（在過去的電池制造中濕法涂布的設(shè)備、人工、廠房成本約占整個(gè)電池制造的22.76%）。
干法電極簡(jiǎn)化了電極層面的制造工序，提高了車間坪效，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更低的電芯制造成本。
綜合計(jì)算，4680電芯制造成本可降低16%-18%，總投資成本降低34%以上，電極生產(chǎn)占地減少70%以上。折算每Wh制造成本下降到0.056元。
3.提升性能
在完成生產(chǎn)成本的降低后，干法電極工藝在電池性能的提升上也有極大作用。
由于傳統(tǒng)濕法中需添加溶劑，在溶劑干燥蒸發(fā)后，極片的活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑之間會(huì)留出更多空隙，導(dǎo)致材料的壓實(shí)密度不高。而干法電極可以做到更大的壓實(shí)密度。壓實(shí)密度的提高，極片的裂紋、微孔等問題就會(huì)更少。
同時(shí)，采用干法電極單位體積下含有更多的活性物質(zhì)，因此采用該工藝的電池具有實(shí)現(xiàn)更大能量密度的希望。
在收購Maxwell后，特斯拉于2019年、2021年、2023年多次申請(qǐng)相關(guān)專利對(duì)該工藝進(jìn)行保護(hù)。密集的專利申請(qǐng)也反映出，特斯拉對(duì)于該項(xiàng)工藝的重視程度。
制造層面引入新工藝后，特斯拉4680又開始在材料與內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面改進(jìn)，以求打開“增效”的另一道法門。
在結(jié)構(gòu)上，與上一代2710相比，4680電池除了體型增大外，電池內(nèi)部革命性的引入了全極耳（Full-tab）加集流盤（Current Collector）結(jié)構(gòu)。
在18650與2170電池上，通常采用單極耳或者兩頭極耳的設(shè)計(jì)方式，而特斯拉將傳統(tǒng)電池凸起的極耳結(jié)構(gòu)去掉，在4680上應(yīng)用了全極耳設(shè)計(jì)。
如果說過去的2170兩頭極耳是給電流這個(gè)“運(yùn)動(dòng)員”提供了兩條“跑道”，那如今的全極耳電池則是直接給電流提供了一個(gè)“操場(chǎng)”。
“只要能到達(dá)目的地，路徑由您自選?！?
因此，4680電池不光增加了電流通路，減短了電子流通路徑長(zhǎng)度，同時(shí)也降低了電池電阻。
根據(jù)歐姆定律I=U/R，電池電阻的降低將直接提高動(dòng)力電池的輸出功率以及充電速度。同時(shí)，內(nèi)阻降低使得電池發(fā)熱量的降低，幫助電池進(jìn)一步減少能量傳輸中的損耗。
但由于圓柱電池外形特征，導(dǎo)致電芯在電池包內(nèi)擺放時(shí)，中間存在空隙。與方形電池相比，圓柱電池的成組效率較低（評(píng)價(jià)電池包輕量化水平的參數(shù)，計(jì)算公式為：電池單體質(zhì)量/電池包質(zhì)量）。同時(shí)，相較于2170電池0.25mm的電池外殼厚度，4680的電池外殼達(dá)到了0.6mm，電池變厚帶來了更多額外重量。
來源：中國儲(chǔ)能網(wǎng)圖庫
因此，4680電池要想實(shí)現(xiàn)性能突破，單體電芯就需要更高的能量密度對(duì)沖掉成組率與重量所帶來的缺陷。
在目前量產(chǎn)的鋰離子液態(tài)電池中，最高能量密度材料體系（三元+石墨）基本達(dá)到天花板的階段（目前三元量產(chǎn)產(chǎn)品單體電芯最高達(dá)255wh/kg），而圓柱電池再次得益于其結(jié)構(gòu)，相對(duì)完美的承接了下一代電池材料的革新：超高鎳正極與硅基負(fù)極。
鎳作為電池正極關(guān)鍵材料，增加鎳含量可以提高電池能量密度，從而提升車輛續(xù)駛里程。但正極材料在充放電的過程中，電極體積會(huì)發(fā)生變化，鎳含量越高，體積膨脹的比例越大。
而在負(fù)極材料方面，硅基材料憑借極高的能量密度（理論比容量為4200mAh/g， 是石墨負(fù)極材料的10倍），成為下一代動(dòng)力電池負(fù)極材料的首選之一。但硅基的高比容量，也引起了劇烈的體積變化。硅基負(fù)極體積變化最大可到約320%，遠(yuǎn)超石墨負(fù)極材料12%的水平。
由于得天獨(dú)厚的結(jié)構(gòu)形式，圓柱電池機(jī)械強(qiáng)度大，剛性強(qiáng)，同時(shí)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)于方形與軟包相比更加對(duì)稱，應(yīng)力分散更均勻，如同一個(gè)小型壓力罐，保證了電池內(nèi)部在面對(duì)材料膨脹時(shí)，保持良好的受力。
同時(shí)，特斯拉干法電極的存在也減弱了濕度對(duì)高鎳正極的性能影響，又能對(duì)硅基負(fù)極的膨脹有更強(qiáng)的承受能力，更好地適配大圓柱電池高鎳摻硅的材料體系。
效率、成本、性能，4680電池試圖同時(shí)打開動(dòng)力電池發(fā)展的三道大門。
二、4680量產(chǎn)的枷鎖
作為新電池型號(hào)，4680電池與21700、18650相比，并沒有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，市面上各家電池廠商盡管在型號(hào)上保持一致，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、制造工藝方面卻有著諸多差別。
也正是由于材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝的創(chuàng)新，導(dǎo)致看似美妙的4680，在實(shí)際生產(chǎn)過程中， 出現(xiàn)了諸多過去電池制造所不曾遭遇的難題。
“我們拿過國內(nèi)外廠商4680產(chǎn)品進(jìn)行過技術(shù)比對(duì)，國內(nèi)外的進(jìn)展目前基本都差不多。就制造工藝層面而言，并沒有哪個(gè)廠商處于絕對(duì)的領(lǐng)先地位，”某傳統(tǒng)車企新勢(shì)力品牌電芯工程師表示，“良率不足成為了制約4680量產(chǎn)的關(guān)鍵問題。”
那究竟，是什么原因阻擋了4680電池的產(chǎn)線良率？
根據(jù)各工作室對(duì)特斯拉4680拆解的視頻中可以發(fā)現(xiàn)，與之前的2710相比，雖然4680在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了大量簡(jiǎn)化，但也引入了3個(gè)新的工序，分別為：
全極耳成型；
集流盤焊接；
激光封口；
國內(nèi)某圓柱廠商表示：
“以上三個(gè)步驟都在影響著4680的量產(chǎn)進(jìn)度?！?
1.全極耳成型
作為電池充放電時(shí)的關(guān)鍵路徑，極耳的大小會(huì)直接影響電芯的內(nèi)阻以及電流的過流能力。
通常，極耳的過長(zhǎng)，過窄，都會(huì)使得電芯內(nèi)部?jī)?nèi)阻變大。而內(nèi)阻越大，發(fā)熱量也會(huì)越大。過去2170尺寸較小，電芯內(nèi)部能量較低，集流體僅需一道工序，切折出兩條極耳作為電流通道。但4680單體尺寸變大，內(nèi)部能量更高，散熱也成為必須解決的問題。
根據(jù)油管博主limiting Factor拆解視頻顯示，4680的電池正極展開達(dá)3.3米，負(fù)極達(dá)3.4米。如此長(zhǎng)的電極需要大量極耳作為電流通道。
因此，特斯拉無極耳工藝（無極耳由特斯拉提出，國內(nèi)稱全極耳，結(jié)構(gòu)基本相同）試圖增加極耳接觸面積，同時(shí)縮短極耳長(zhǎng)度，提升電芯快充快放能量，減小電池內(nèi)部發(fā)熱問題。
而針對(duì)全極耳成型，鋰電產(chǎn)業(yè)內(nèi)也衍生出兩個(gè)解決方案：揉平與切折。
揉平工藝是指通過機(jī)械方式將卷繞后的極芯端面揉平成一個(gè)密實(shí)的平面。
切折工藝是指對(duì)極片進(jìn)行激光切割，并在卷繞時(shí)通過斜切成片卷起，完成后進(jìn)行端面壓平。
全極耳成型是集流盤焊接的前提，也是全極耳電池結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
目前，國內(nèi)已推出大圓柱電池的主流企業(yè)多數(shù)采用揉平工藝，其中國內(nèi)圓柱裝備龍頭廠商逸飛激光的360PPM圓柱全極耳量產(chǎn)線已于今年3月完成落地。而特斯拉卻始終堅(jiān)持切折工藝。該工藝也是阻擋特斯拉加快量產(chǎn)進(jìn)度的一大難題。
國內(nèi)某激光工程師透露，特斯拉在4680的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工藝方面都引入了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，而切折工藝大概率需要配合某個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)步驟。并且，采用切折工藝的全極耳電解液注液時(shí)間更短，符合特斯拉提高生產(chǎn)效率的出發(fā)點(diǎn)。
但全極耳需要進(jìn)行大量切分，切折整齊難度較大，且易產(chǎn)生細(xì)小毛刺，表層平整度與精度偏差較大，層與層的間隙也無法滿足箔材的焊接技術(shù)要求，導(dǎo)致焊接后材料連接不穩(wěn)定，良率難以保證。并且如果焊接壓力過大，正負(fù)極片也將會(huì)受損。
在良率難以保證的同時(shí)，全極耳工藝又增加了工序數(shù)量與設(shè)備數(shù)量，降低了生產(chǎn)效率。
2.集流盤焊接
作為工業(yè)制造領(lǐng)域的“裁縫”，焊接對(duì)各金屬材料的鏈接有著至關(guān)重要的作用。
而上一代2170電池的生產(chǎn)中，大部分焊接工藝還都是為傳統(tǒng)的電阻焊。隨著圓柱電池體積增大導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加繁雜，對(duì)焊接的精密度以及能量要求更高，激光焊接接替了電阻焊，成為了4680生產(chǎn)過程中最重要的焊接工藝。
二者的區(qū)別，就像商場(chǎng)里的修褲腳大姐與CBD里的西裝高定設(shè)計(jì)師。但即便激光焊接這名“設(shè)計(jì)師”手藝再高超，4680的焊接問題依舊棘手。
首先，4680多出的集流盤焊接這道工序中，問題就異常復(fù)雜。
在全極耳成型后，需要與集流盤進(jìn)行焊接，從而完成正、負(fù)極與全極耳進(jìn)行全面連接，形成圓柱電池的全極耳導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
但圓柱電池極芯端面（正負(fù)極的橫切面）上延伸出的全極耳與集流盤均屬于高反金屬材料（電阻率低，表面較為光滑，對(duì)近紅外激光吸收率低的金屬材料），對(duì)焊接激光能量吸收率不足10%。
而最常見的高反金屬材料是銅和鋁。正好，電池正負(fù)極的集流體（極耳）的材料就是這二位。
當(dāng)激光焊接提升焊接能量，溫度升高超過銅（1083攝氏度）與鋁（660攝氏度）的熔點(diǎn)時(shí)，問題出現(xiàn)了：集流體下方的2mm范圍是脆弱的電池隔膜，與銅、鋁相比，隔膜的耐熱最高溫只有110攝氏度。
焊接升溫極有可能對(duì)隔膜產(chǎn)生熱縮效應(yīng)，影響隔膜性能。同時(shí)，焊接產(chǎn)生的熔滴極造成飛濺極有可能對(duì)隔膜造成“誤傷”，從而導(dǎo)致電池短路。
同時(shí)，在對(duì)集流盤以及揉平端面（全極耳卷繞成組后的端面）焊接時(shí)，上集流盤厚度一般為0.2-0.6mm，下層全極耳厚度為4-12um，二者厚度差異過大。
而在進(jìn)行焊接時(shí)，如果壓力過大，下層集流體過薄，容易出現(xiàn)焊接穿孔；而焊接壓力過小，就容易造成虛焊（兩種金屬焊接時(shí)沒有達(dá)到完整程度，接頭表面的強(qiáng)度低），從而在后期造成兩個(gè)組件脫落。
4680中的集流盤與下層的全極耳就如同一個(gè)1米9、200斤的壯漢與一個(gè)1米4、30斤的兒童，兩個(gè)人同時(shí)站在激光焊接這個(gè)“高定裁縫”面前，說：
“麻煩您做一條我們倆都能穿的褲子?！?
3.激光封口
激光封口是指利用激光技術(shù)對(duì)電芯殼蓋與殼體進(jìn)行圓周密封焊接的過程。
該道工序也為4680殼體密封的關(guān)鍵步驟。
目前，市場(chǎng)上存在兩種封口方式，分別為：機(jī)械封口與激光封口。
過去的18650、2170圓柱電池制造多采用機(jī)械封口。該工藝生產(chǎn)效率最高。但隨著電池使用壽命的增加，采用機(jī)械密封圈存在著老化的問題，有電池漏液的安全隱患。
同時(shí)，隨著4680的直徑變大、殼壁變薄，如果繼續(xù)沿用2170的機(jī)械封口，電池的漏液風(fēng)險(xiǎn)會(huì)持續(xù)存在，同時(shí)，生產(chǎn)工序中也需增加防腐材料制成的密封圈等結(jié)構(gòu)件。
顯然，特斯拉并不會(huì)接受這種增加電池結(jié)構(gòu)的解決方案。
根據(jù)國內(nèi)一線圓柱工程師透露，采用激光封口的圓柱電池密封性更好，同時(shí)最大程度上簡(jiǎn)化電池結(jié)構(gòu)。并且，激光焊接的工藝更加精密，可以為電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)節(jié)省出1-2mm的空間。電池內(nèi)部空間得到充分的利用，也將必然提高電池性能。
激光焊接的設(shè)備體積更小，焊接精度也更高，適配于下一代電池制造的發(fā)展方向。
但4680的外殼采用鋼殼鍍鎳的材質(zhì)，并不是激光焊接的理想焊接材料。圓柱電池的外殼相較于方殼而言，殼壁更薄，對(duì)激光焊接工藝要求極高。
目前，激光焊接通常采用焊接頭固定，電芯在下方進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行焊接。但是由于電芯殼蓋、殼體周圍存在一定誤差，生產(chǎn)時(shí)電芯在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下易發(fā)生跳動(dòng)，基準(zhǔn)面出現(xiàn)偏差，對(duì)焊接精度有較大影響。
對(duì)整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)而言，4680上多出的3道主要工藝，不僅僅是在考驗(yàn)電池制造商，也是在考驗(yàn)上游裝備制造商的能力。要想實(shí)現(xiàn)像2170與18650一樣的量產(chǎn)速度，從電芯材料，到制造裝備再到量產(chǎn)下線等一系列階段，都需要各方進(jìn)行技術(shù)協(xié)同，其難度可想而知。
電池量產(chǎn)，需要基于電池結(jié)構(gòu)的合理性，而評(píng)判電池合理性的標(biāo)準(zhǔn)則是電池的工藝性能否達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。工藝反復(fù)驗(yàn)證，對(duì)公司的耐心以及研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)積累是極大的考驗(yàn)。
Benchmark Mineral Intelligence也曾就特斯拉4680電池量產(chǎn)問題表示：“在開始量產(chǎn)之前，特斯拉需要很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)工藝進(jìn)行微調(diào)。” 該咨詢公司首席數(shù)據(jù)官卡斯帕·羅爾斯（Caspar Rawles）補(bǔ)充說：“4680電池生產(chǎn)非常困難，即使對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商也是如此?！?
特斯拉距離終極形態(tài)的4680量產(chǎn)落地，還需擺脫重重枷鎖。
三、4680 中日韓爭(zhēng)奪戰(zhàn)
作為最先商業(yè)化的電池型號(hào)，在動(dòng)力電池發(fā)展的初期階段，圓柱電池憑借質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)線自動(dòng)化程度高、一致性高的優(yōu)點(diǎn)，成為特斯拉的首選。而在上世紀(jì)90年代將圓柱電池在商業(yè)化領(lǐng)域發(fā)揚(yáng)光大的松下，也成為了特斯拉圓柱電池起航的“領(lǐng)路人”。
2010年，松下作為特斯拉的第一家電池供貨商，為Model S批量供貨18650電池。
在Model S正式下線后，時(shí)任松下會(huì)長(zhǎng)津賀一宏（Kazuhiro Tsuga）接受了馬斯克的邀請(qǐng)，雙方于2014年7月簽署協(xié)議，共同投資50億美元在美國內(nèi)華達(dá)建設(shè)電池工廠，命名“Gigafactory1”。根據(jù)協(xié)議，特斯拉提供建設(shè)用地、工廠運(yùn)營，同時(shí)擁有工廠所有權(quán)，而松下負(fù)責(zé)制造圓柱電池并提供相關(guān)技術(shù)。
時(shí)至今日，松下也是目前特斯拉電池供應(yīng)商里唯一一家為旗下所有車型供貨的電池廠家：其中，松下18650電池用于特斯拉初代Roadster、Model S以及Model X車型，Model 3、Model Y則搭載了松下2170電池。
但在雙方剛開始合作時(shí)，馬斯克曾對(duì)松下電池的價(jià)格表示非常不滿，特斯拉當(dāng)時(shí)計(jì)劃自供電池。然而，經(jīng)過幾個(gè)月的前期項(xiàng)目準(zhǔn)備，特斯拉自建電池工廠被迫取消。對(duì)于當(dāng)時(shí)的特斯拉來說，這個(gè)計(jì)劃有些過于昂貴。
除供貨價(jià)格外，松下“保守”的產(chǎn)能問題也成為雙方的主要矛盾之一。馬斯克曾在推特上公開批評(píng)：“松下的電池工廠量產(chǎn)速度限制了Model 3的生產(chǎn)。”
2019年5月，松下集團(tuán)的新聞發(fā)布會(huì)上，時(shí)任松下會(huì)長(zhǎng)山田佳彥（Yoshihiko Yamada）就曾表示，特斯拉曾試圖讓松下通過把更多流水線擠入同一車間內(nèi)來限制成本。當(dāng)時(shí)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道稱，松下極不情愿地接受了這個(gè)想法。堅(jiān)守“生產(chǎn)安全、質(zhì)量大于一切”的松下過去從未建造過如此高度密集的生產(chǎn)車間。
來源：中國儲(chǔ)能網(wǎng)圖庫
同年6月，松下從日本派遣了10多名生產(chǎn)主管到Gigafatory1提供技術(shù)援助。2020年9月，松下將Gigafactory1中的電池流水線增加至14條，這一擴(kuò)建也使得該工廠的電池產(chǎn)能提高了10%，達(dá)到43GWh。
根據(jù)松下的最新公告，截至2023年3月底，該公司年產(chǎn)能最多只能供應(yīng)51GWh的圓柱電池，包括18650、2170兩個(gè)型號(hào)。
顯然，這個(gè)供貨量遠(yuǎn)不能滿足特斯拉“改變世界”的計(jì)劃。
而韓國LG抓住了特斯拉與松下合作產(chǎn)生矛盾的窗口期，憑借其NCM（鎳鈷錳）體系的2710電池（松下為NCA，鎳鈷鋁體系），于2020年成功打入特斯拉電池供應(yīng)鏈，打破了松下獨(dú)家供應(yīng)特斯拉電池的局面。
作為世界首批商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子圓柱電池的企業(yè)之一，LG覬覦特斯拉圓柱供貨權(quán)已久。
早在2018年7月，LG化學(xué)就宣布與南京江寧濱江開發(fā)區(qū)達(dá)成協(xié)議，投資20億美元建設(shè)動(dòng)力電池項(xiàng)目，目標(biāo)2019年10月開始運(yùn)營，2023年實(shí)現(xiàn)全面達(dá)產(chǎn)，規(guī)劃年產(chǎn)能32GWh。2019年1月，LG化學(xué)又宣布向南京工廠再次追加1.2萬億韓元（約合10.7億美元），其中有6000億韓元（約合4.69億美元）用于圓柱形電池的生產(chǎn)。
根據(jù)這兩筆交易的簽約時(shí)間，可以發(fā)現(xiàn)LG的布局精準(zhǔn)對(duì)焦了特斯拉上海工廠的落地時(shí)間。
同為圓柱電池生產(chǎn)商，與“保守”的松下相比，LG高舉高打的投資擴(kuò)產(chǎn)顯然更符合特斯拉的胃口。
隨著特斯拉在中國國產(chǎn)化，在上海超級(jí)工廠的產(chǎn)能保證下，特斯拉在中國的銷量快速提升。特斯拉年度銷售報(bào)告顯示，2020年，特斯拉全球銷量達(dá)499,535輛。其中，特斯拉中國市場(chǎng)交付14.74萬輛的成績(jī)單，同比大增245.14%。
抱住了特斯拉的大腿，LG的動(dòng)力電池裝車量也一路狂飆。
SNE Reserach數(shù)據(jù)顯示，2020年LG新能源（同年從LG母公司拆分）以31GWh的裝車量位居全球第二，同比大增150%，距離全球第一的寧德時(shí)代僅差3GWh，雙方市占率也僅差2.19個(gè)百分點(diǎn)。
今年4月20日，馬斯克在特斯拉財(cái)報(bào)會(huì)上表示，旗下另一重磅產(chǎn)品Cybertruck的交付時(shí)間為今年的三季度。據(jù)了解，盡管特斯拉為Cybertruck考慮了三種電池選擇，但仍打算使用4680電池。
“東家”意圖明顯，LG與松下這兩家廠商也開始發(fā)力4680電池量產(chǎn)。
今年5月，LG新能源表示，已經(jīng)組建了一個(gè)新團(tuán)隊(duì)，代號(hào)“New Form Factor Task”（新尺寸任務(wù)），專門開發(fā)特斯拉使用的4680電池。該團(tuán)隊(duì)由副會(huì)長(zhǎng)Ryu Deok-hyun親自帶隊(duì)，計(jì)劃今年年底在其國內(nèi)工廠建立一條新的4680生產(chǎn)線。但被問及量產(chǎn)時(shí)間時(shí)，LG新能源給出的答案是“預(yù)計(jì)2023年下半年”。
但接近LG新能源的消息人士透露，雖然該公司的4680已經(jīng)制作樣品，但面臨規(guī)模量產(chǎn)的技術(shù)障礙。
而作為特斯拉過去的圓柱電池主力供應(yīng)商，2023年5月11日，松下公告稱，該公司4680產(chǎn)品將延期至2024年4月至9月期間開始量產(chǎn)，比原計(jì)劃推遲一年時(shí)間。松下表示，公司“將引入制造設(shè)施，以提高產(chǎn)品性能”。
“公司可以完成這項(xiàng)工作，目前正在開發(fā)原型生產(chǎn)線，”松下動(dòng)力電池負(fù)責(zé)人Yasuaki Takamoto早在2021年對(duì)媒體表示：“生產(chǎn)這些更大的電池，工藝必須要比目前提高一到兩個(gè)水平，否則就會(huì)出現(xiàn)安全問題?！彼a(bǔ)充說，松下的安全生產(chǎn)系統(tǒng)“絕對(duì)讓松下在這個(gè)業(yè)務(wù)占據(jù)上風(fēng)?！?
但顯然，松下也低估了4680的量產(chǎn)難度。
而松下4680量產(chǎn)時(shí)間的延期與Cybertruck的量產(chǎn)時(shí)間有著相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間差，對(duì)于這款特斯拉的重磅產(chǎn)品，松下恐將因量產(chǎn)延期錯(cuò)失供貨機(jī)會(huì)。而這也被外界看成是松下與特斯拉合作的一道關(guān)鍵分水嶺。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士爆料，2021-2022年，某中國圓柱電池企業(yè)在特斯拉弗里蒙特（Fremont）工廠設(shè)立辦事處，負(fù)責(zé)配合特斯拉進(jìn)行4680電池的研發(fā)，并計(jì)劃向特斯拉上海工廠供貨。年底，該廠商收到特斯拉的電池定點(diǎn)函，成為中國唯一一家特斯拉圓柱電池供應(yīng)商。
但該廠商由于違反保密協(xié)議，將“Nomination Letter”（定點(diǎn)函）這一信息提前向美國媒體透露，導(dǎo)致特斯拉單方面向該廠商宣布無限期延遲合同。
而隨著特斯拉對(duì)該廠商的審廠工作完成，也預(yù)示著這張塵封一年的合同啟動(dòng)在即。
特斯拉圓柱電池的供貨名單，開始逐漸白熱化。
四、結(jié)尾
馬斯克曾于2022年表示，預(yù)計(jì)4680電池不會(huì)成為“Cybertruck或其他任何東西的限制因素”。
但從2022年美國加州大學(xué)圣地亞哥分校（University of California, San Diego）對(duì)特斯拉4680的拆解數(shù)據(jù)上看出，目前特斯拉的4680電池指標(biāo)距離2020年電池日上公布的數(shù)據(jù)相比，還有相當(dāng)大的距離。在材料上，2022年年底版本的4680電池正極沒有采用干電極技術(shù)，負(fù)極也并未摻入硅。整體正負(fù)極材料并無顯著的變化。
而在電池性能上，在圣地亞哥分校實(shí)驗(yàn)室2.5Ah的放電電流下，4680實(shí)測(cè)容量?jī)H為23.5Ah。在體積提升將近5倍的前提下，與2710單體4.84Ah的容量相比，4680也沒有做到像之前電池日公布的5倍能量提升。
6月18日，特斯拉在Twitter上官方宣布，其得州工廠的4680電池累計(jì)完成了1000萬顆生產(chǎn)。
根據(jù)特斯拉拆解視頻中，搭載4680的Model Y的電芯數(shù)量為828顆。而根據(jù)electrek報(bào)道，該網(wǎng)站用戶于2022年6月在對(duì)手中搭載4680電池的Model Y AWD版本進(jìn)行測(cè)試時(shí)，該車型實(shí)際整車電池容量約為67.6kWh。
綜合計(jì)算（（67.6/828）*10^7/10^6=676/828=0.816GWh），特斯拉得州工廠從2020年到2023年，三年時(shí)間內(nèi)，4680電池累計(jì)產(chǎn)能約為0.816GWh。
要知道，被特斯拉詬病產(chǎn)能落后的松下，圓柱電池年總產(chǎn)能也達(dá)到了51GWh。
特斯拉的電池王炸，在舉世矚目中有些“啞火”。
2023年3月1日，摩根士丹利（Morgan Stanley）在特斯拉投資者日后表示，雖然特斯拉電池生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，并且許多細(xì)節(jié)尚不清楚，但特斯拉對(duì)全球電池行業(yè)的影響可能仍然被低估。
特斯拉對(duì)4680越執(zhí)著，越證明了這個(gè)電池的重要性。
我們期待特斯拉掙脫4680量產(chǎn)的枷鎖。對(duì)于當(dāng)下動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)而言，在液態(tài)電池材料發(fā)展逼近天花板，電池降本迫在眉睫的階段，4680或?qū)⒊蔀榱硪坏朗锕狻?
