锂电黑科技加速负极革命，狂人马斯克再造传奇？

作者/星空下的烤包子

编辑/菠菜的星空

排版/星空下的炒肝

2020年9月的特斯拉电池日上，牛人马斯克颠覆性地发布了一块全新的电池——高镍4680电池。老马宣称，相较于当时市场上的18650电池，4680电池能将续航里程提高16%，能量密度提升5倍，并将此产品在2022年量产。

特斯拉电池日

转眼间进入2022年。笔者好奇地研究了一下，发现装载4680电池的Model Y已经交付在即，而且预计到今年年底，特斯拉的这款电池产能就能爬坡到100Gwh，让130万辆车主们坐在4680电池上开车。

4680电池建设情况（界面新闻）

就这样，直径46mm，高度为80mm的圆柱形电池为锂电圈吹来了第一个机会。今天，笔者就带你看一看，4680是真的有希望颠覆锂电产业链的黑科技，还是狂人马斯克吹出的下一个牛？

一、是什么让你眼前一亮？

我们说锂电池的封装一般就三种方式，比如你鼠标里的圆柱电池、宁王一直推崇的软包、还有国内普及率很高的方形硬壳电池。

电池封装形式

而特斯拉则一直是圆柱电池的信徒，从开始的18650电池（直径为18mm，长度为65mm）到21700，再到量产在即的4680。随着电池直径的增加，电池内部活性物质的质量占比也在提高，这也是电池能量密度提升的内在逻辑。

不用圆柱形电池比较（中国知网）

4680电池除了变得更大更高，还有另外让人眼前一新的两项技术，吸引了笔者的注意力：

1、集流体化身成极耳

你可能要问啥是极耳？极耳就是电池的正负极在充放电时的触点（电芯电流和电芯外部的桥梁）。这个桥梁就像独木桥一样，在电芯日益变大的情况下，极耳这座独木桥会产生更多的热量，对电池安全必然是不利的。

传统电池的极耳（Tab）

特斯拉就选择了对电池的弱点一顿猛攻。索性直接去除极耳，将整个集流体（汇集电流的结构）都变成极耳，这样就能突破高能量密度下的发热问题。

2、硅基负极向石墨说再见

现在说起锂电负极大家想起的都是石墨，但是科学研究表明，石墨电极容量已经接近了天花板，硅基的能量密度则更高，所以硅氧、硅碳也都在跃跃欲试。但是老生常谈的问题是，技术颠覆的早期，成本永远是个痛，硅基负极是石墨的3倍以上。

同时，无极耳技术实现的底层逻辑，是干电极技术。传统来说，电池材料的粉末需要先倒入溶液，在干燥和压膜。而干电极技术，是一种正/负极的材料压制技术，直接省去了倒入溶液的步骤，粉末混合后直接压膜。这样一来，生产流程减少后，成本能下降接近20%。

干、湿法电极工艺对容量的变化（Solvent-Free Manufacturing of Electrodes for Lithium-ion Batteries）

所以，就这样一步微创新，或许就能引起行业颠覆式的变化。

二、玩家们不得来一场大跃进？

当产业中一项技术日益趋于成熟的时候，下一步要做的就是快马加鞭，抢占市场，打一场漂亮的闪电战。

而锂电电芯技术的成熟，多半是来自产品的良率。笔者和行业内朋友沟通后得知，特斯拉的电芯成品率已经从先前的80%提升至90%，从经济角度测算，已经具备了大规模量产的前提。在技术革命下，特斯拉毛利率的优势也比较明显。很好地诠释了技术是发展的第一生产力。

特斯拉毛利率（公司公告）

特斯拉的合作伙伴们，也在拼命增产能，力图在下一个风口中乘上东风。比如松下已经计划斥资7亿美元建造4680电池厂，产能10GWh，盘算下来就是15万辆电动车，两个月后将先启动小批量生产。而亿纬锂能（300014）和比克电池也准备在今年小规模的出货。宁德时代（300750）更没打算落下别人半截，8条产线已经被提上了日程（12GWh）。LG能源去年初就表示开始为特斯拉4860建造试点生产线，准备和松下一决高下。

一句话总结就是，特斯拉的4680合作伙伴们，都有准备在今年实现小规模生产，真正批量生产，可能还在2023年。

从产业链上下游来说，特斯拉也在引发鲶鱼效应。

这就包括刚才讲到的负极材料中，硅基负极对石墨负极的冲击，贝特瑞（835185）、国轩高科（002074）、杉杉股份（600884）等已经抓紧加大对硅基负极的投入，下好技术替代前的先手棋。

另外，从设备端也将带来新一轮的设备更新。就比如卷绕机（将模切成型的极片卷成电池电芯，真正的卷王）。4680的到来，对卷绕机提出了更高的要求。从目前来看，赢合科技（300457）自称已经开始向下游客户批量供应卷绕设备。

卷绕机产品对比（公司公告）

最后，大圆柱电池4680的到来，让电池的效能、车辆的里程、制造的成本（理论上未来3年内电池成本最多可下降0.54元/wh）有了显著进步，让车主的里程焦虑可以进一步缓解。同时，4680也可能使用更高电压（800V）的电器架构，给快充提供了更好的应用场景。