摘要：
u 4680型电池推出，大大提升了电池的性能，有可能改变未来电池厂的竞争格局。
u 4680采取了多项创新技术，主要涉及无极耳、硅基负极、CTC集成技术，同时干电极、正负极、电解液等方面也有创新。
u 4680电池的推广，会改变现有的上下游产业链，涉及相关技术的公司可能会得到更好的发展。
详细内容：
4680型无极耳电池，是特斯拉发布了的新型电池类型，据介绍，该电池能量方面提高5倍，续航里程提高16%，动力方面提高6倍。多项创新技术集成于4680大电池，具有革新性的几项重要技术主要分为（1）采用无极耳，建立卷绕式电芯新标准；（2）负极采用硅基负极，突破现有锂电材料能量密度限制；（3）使用CTC集成技术提升生产效率
无极耳解决散热难题，助力电池体积的突破。4680电池是21700电池体积的5.48倍，将电池的能量提升5倍，降低电池生产成本14%。然而大体积带来了热量的不可控，增加了燃烧爆炸等风险。无极耳的革新设计便解决了这一难题。往常电池结构中的极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，在单极耳的情况下，发热点会集中在极耳的地方。而4680电池去除了单一的极耳，电极一端通过涂盖的导电材料使其直接与电池外部连接，形成全极耳的模式。在电池内部是没有集中发热点的，热都是在里面均匀分布的。并且该技术还提升了电池的快充性能，15min可充至80%的电量，即续航600公里的车，充电10-15min就可以满足400-500公里的续航。
用硅替代石墨做负极材料，降低负极成本，增加续航里程。4680电池将使用硅基负极材料。相比锂电池的典型负极材料石墨，硅对于锂的嵌入是石墨的9倍、在地球上更为丰富。而硅的难点是，当它充满锂时，体积会膨胀4倍，粒子的挤压会导致材料的绝缘，失去电池容量。而4680通过使用原始冶金硅的技术成功将负极的成本降低到1.2美元/千瓦时，相较使用石墨成本降低88%。同时，硅将增加电池20%的续航里程。
CTC是Cell to Chassis的简称，可理解为CTP（Cell to Pack）的进一步延伸，其核心在于省去模组、打包过程，将电芯直接集成到汽车底盘上，实现更高程度集成化。CTP由于省去了电池模组，相比于传统电池包，可以使体积利用率提升15％－20％，零件数量减少40％，生产效率提升50％并降低动力电池的制造成本。目前像宁德时代、比亚迪、特斯拉等国内外大型电池公司都推出了自己对于CTC的方案。
图1：4680电池创新点拆解
4680电池的推出对于产业链产生了深远的影响。我们就无极耳技术以及新技术路线所需用到的一些增量材料作梳理：
无极耳技术：
（1）对涂布机提出更高的要求：当前我国涂布机市场中主要玩家为赢合科技、嘉拓智能、浩能科技。
赢合科技、嘉拓、浩能的主要产品均可实现连续涂布，其中赢合科技幅面宽度最大，达到1600mm；浩能科技涂布速度最快。
（2）对卷绕机提出更高的要求：卷绕机当前市场主要竞争者为先导智能、赢合科技、利元亨。先导智能已经开发出圆柱全极耳电芯自动卷绕机并已成功上市，具备先发优势。赢合科技在今年2月份成功推出18ppm大圆柱卷绕机
（3）对激光器提出更高的要求：从以往2170电池的脉冲激光器点焊，到目前4680电池线或激光点阵，激光焊接工艺提升，可能会从原来的脉冲激光器变为连续激光器，整体造价增加。当前我国极耳激光焊接主要厂商为联赢激光、大族激光以及光大激光。目前，联赢激光公开表明已布局4680电池焊接技术，已处于样机装配调试中。
核心材料增量：
（1）硅基负极：相比锂电池的典型负极材料石墨，硅对于锂的嵌入是石墨的9倍、储量更加丰富。而石墨等其他材料的能量密度已经挖掘的差不多了，使用硅基负极有望打破目前的限制。相关公司有贝特瑞、中国宝安
（2）高镍三元：高镍三元成本将比铁锂更低，而且随着CTP 技术的提升，高镍三元能量密度有望进一步提升，而铁锂提升空间有限。因此，高镍三元对于电动车的长续航发展更有帮助。高镍三元概念股有中伟股份、容百科技、长远锂科、当升科技。而镍矿作为原材料，也会迎来需求受益，标的涉及华友钴业、盛屯矿业、格林美等。
（3）单壁碳管：主要是天奈科技，硅基负极本身导电性能差，因此会增加碳纳米管的使用，且为单壁碳纳米管。
（4）LiFSi：主要是天赐材料，LiFSI具有较好的热稳定性、电化学稳定性、更高电导率，提升电池性能
（5）结构件：4680圆柱电池电化学材料端变化较小，主要改变在结构件和工艺。与方壳相比，4680圆柱电池对模具和定位等设备环节提出了更高的要求，需要用到卧式冲压生产技术。标的有科达利、昇兴股份。
图2：4680电池部分材料用量
图3:2022年-2030年4680电池拉动的需求
综上，相比起燃油车，消费者对于电动车的考量集中在续航和里程。而4680大电池的推广，有效地提升了电车的性能。因此该技术有可能会改变现有电池体系的格局。
标的 | 亮点 |
亿纬锂能 | 在荆门高新区投资62亿建设20GWh乘用车用大圆柱电池生产线及辅助设施项目和16GWh方形磷酸铁锂电池生产线及辅助设施项目。 |
宁德时代 | 4680电池规划了8条线，共12GWh。第二代CTP技术的产品准备投放市场，CTC技术的研发也已在路上。 |
华友钴业 | 合资公司在印尼建设红土镍矿湿法冶炼项目，项目建设总投资约为20.8亿美元，项目生产规模为年产约12万吨镍金属量和约1.5万吨钴金属量的产品。 |
先导智能 | 已开发圆柱全极耳电芯自动卷绕机，是全球唯一拥有100%自主知识产权的锂电整线装备制造商。 |
贝特瑞 | 50亿投入了硅基，公司负极业务亮眼，进入了松下、特斯拉的产业链 |
昇兴股份 | 4680电池壳与罐体形状相似，公司或通过现有设备改进制造4680电池壳，跨界进入锂电行业，打开第二增长极。 |
天赐材料 | LiFSi业务亮眼，已经生产了适配4680的电解液 |
越声理财投研部
2022.2.10
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