4680可能会颠覆现有电池技术路线！

4680可能会颠覆现有电池技术路线！

首先，我们先来明确什么是4680。4680，在这里特指的是长度80mm、宽度46mm的动力电池。电池的容量跟体积成正比，光和上一代2170相比，从名字上的尺寸，就很容易知道两者在动力方面的差距。根据官方的表述，4680的电池容量是2170的五倍。

特斯拉由18650逐渐过渡至21700，未来特斯拉主导下将推出4680大圆柱。

其实，去年9月份的特斯拉电池日，马斯克首次公开展示了这款电池，为啥一年后的现在，突然炒热了？这来自与近期两大事件的催化，一是国内亿纬锂能在荆门搞了一个电池产业园，开园仪式上董事长亲口表示，这里将建设4680大圆柱电池生产线。二是海外特斯拉加拿大超级工厂的建造筹备开始。此外锂电巨头松下也官宣4680电池接近商用成熟，拟对其墨西哥产能进行进一步扩产。几大电池厂商的“扩产潮”把重心集中在4680电池这个特斯拉寄有厚望的新型电池上，引爆了市场对前景的想象空间，未来4680有可能将替代部分三元软包和三元方形的份额。

4680究竟强在哪？

首先，圆柱动力电池全球范围来看大规模使用的也就是特斯拉，欧洲车企如戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代等主要使用软包电池，国内车企多使用方形电池。相比方形刀片电池，4680最大的优点在哪里？一是圆柱体的弧形表面，接触面积相比方形少，减少热量传递，降低热失控的概率；二是同样体积内需要的电池少，降低BMS的难度。

总所周知电池组内的热失控蔓延是安全问题的主要关注点。目前动力电池采用量较多的小容量电池进行串并联成组，以满足高能量的要求。因此汽车动力电池系统的安全问题就不再仅仅是电池单体，而是电池成组安全问题。近年发生的动力电池事故，均是由于电池组中的某一个电池单体热失控后产生大量热，导致周围电池单体受热，进而产生热失控蔓延。而圆柱电池由于其弧形表面，即使在充分接触的情况下仍存在较大间隙，一定程度上限制了电池之间的热量的传递，本身具备一定的热失控防护的阈值，因此模组层面有更多的容错空间。

而生产效率的提升和成本的降低（下降14%）则体现在大电芯上，同样用于75KWh的电动车里面，老版的18650需要7100个电芯左右，2170圆柱需要4400+个电芯，而新型电池4680仅需要950个电芯组成，更少的单体数量意味着PACK时空间利用率提高，同时生产组装需要的时间减少，所以成组效率大大提升。目前业内的普遍预计是，4680将在明年开始装车投入使用，刚开始主要用于高端长续航版本，进入国内可能是2023年，但渗透率会在三年内快速提高至50%。

特斯拉4680电池将于2022年装车交付

我们认为随着4680量产进程加速、特斯拉等车企未来有望相继搭载4680电池大圆柱电池，产业链多环节将迎来增量逻辑。4680电池有望驱动三元高镍电池发展加快，含硅负极材料的使用比例也将得到提升，而其外壳制造工艺、极耳焊接等环节或将出现相应进步与变化，建议关注以下标的。

亿纬锂能（300014）：已公告20GWh，22H1开始建设，4680进展走在前列。

科达利（002850）：已布局4680电池结构件，此外从亿纬锂能5日表态中也可以看出，科达利将为其供应结构件。

海目星（688559）：高速激光制片机主要用于锂电池极耳切割。

中国宝安（000009）、天奈科技（688116）、天赐材料（002709）：纷纷布局4680电池材料。

SES新混合锂金属电池篇

11 月 4 日，混合锂金属电池制造商 SES（前身为SolidEnergy Systems），举办了首届 SES Battery World 活动。活动上，SES 发布了一款名为「Apollo?」的锂金属电池，以及公布了工厂的建设计划。这是一个比较有意思的活动，因为里面出现了两个陌生的名字：一个是 SES；另一个是锂金属电池。下面我们就来解释一下。

SES 是一家综合性的锂金属电池制造商，在材料、电芯、模组、基于人工智能学习的电池安全算法和电池回收再利用方面拥有强大实力。SES 的前身为 SolidEnergy Systems，总部设在新加坡，并在波士顿、上海和首尔都有开展业务。创始人胡启朝，2007年获得麻省理工大学物理学学士学位、2012年获得哈佛大学应用物理学博士学位，2012年创立SES（SolidEnergy System），原计划做固态锂金属电池，但由于产业化难度太大，于2015年转向做混合锂金属电池。

什么是混合锂金属电池？

要说清楚这个概念，还是要先知道什么是锂电池。严格意义上说，锂电池分为两种：锂金属电池和锂离子电池。这是根据锂存在的形态来定义的，锂金属电池是用金属锂做电极，而锂离子电池则是以离子形态存在于电极。锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的，用完就废了，不能充电，因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电，电池中不存在金属锂，因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池，均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池，大家也习惯简称为锂电池，而这里我们所说的则是：混合锂金属电池。混合锂金属电池技术路线与现有的锂离子电池的不同，简单理解就是，混合锂金属电池具备超过锂离子电池能量密度的优势，又有比固态电池更容易实现的工艺优势。

在锂金属电池这条技术路线上，麻省固能毫无疑问走在了业界前列。在资本市场上，麻省固能亦颇受欢迎，先后经历了多轮融资，其中不仅有通用、现代、上汽这样的主机厂，还有天齐锂业这样的锂电池产业链龙头企业。我们相信在通用、现代和吉利等车企的加持下，麻省固能的锂金属电池产品在未来也不愁没有销路。不过，锂金属电池走向应用还得经过A样品、B样品和C样品的流程开发，后续大规模应用仍然面临巨大的不确定性。

根据现有资料分析，公司现有产品很难具备产业化能力，实验室可以得出一些相关数据显示公司产品可以试应用于无人机等小型设备（实际也并不成熟），但远远不能满足车用锂电池的要求。鉴于目前技术进步慢，实际投产最早在2025年，同时即使大规模应用不是一蹴而就，投产后估计也是某些小市场先应用，预计医疗军工类，甚至即使成熟也不会占据全部市场。