4680电池工艺交流

Q:4680相比于2170、方形、软包等封装模式，在工艺改进上有什么样的亮点?

A: 4680用铜铝箔来做全极耳设计，这是与1860，2170，方形，软包最明显的不同。I860、2170、软包、方形的涂布机滚筒左右两侧边缘都是和铜铝箔对齐，正负极材料附着在上面，这些只有一个极耳或两个极耳,涂布的时候左右两边和极片对齐,涂了一段时间会抬起来,让铜铝箔极片往前空一段距离再涂，中间空的距离用来焊极耳，镍带或铝带作极耳，且方形和软包现在很多是叠片工艺。

而全极耳工艺在封装中滚筒左侧比下面的正极片、负极片更窄,有几毫米宽度没有涂正、负极料，留白的地方再经过涂布滚压、烘干（溶剂挥发走）、没有涂料的边缘空白地方做温度退火、卷绕工艺来卷成大圆柱，用激光切割把上面留白的地方切割开来，没有料的铜铝箔作为正极、负极的极耳，再用揉平设备激光模切把没有料区的地方模切开之后，用揉平设备往圆柱圆心揉45度角,再用激光焊接把极耳全部焊在一起。

Q : 4680在电池成本上有什么样的变化?

A：1）相比方形：对比去年年底统计价格，基于同样的正、负极体系（如正极都用 811,负极都用人造石墨），4680比方形单wh成本贵一些,4680成本6毛5/wh ,方形6毛/wh ,5分钱差距来源于铜铝箔，4680铜铝箔消耗量比方形更多，全极耳多出来的部分（没有涂料的）全是铜铝箔。此外，设备投资比方形电池高，叠片也有极耳焊接、切割，但远小于4680 极耳切割数量，4680 激光设备要 5 台/gwh ,方形就 1 台，换算下来单 wh 成本贵。

4680可以用能量密度高的硅基负极纯氧化亚硅，容量大概1800mAh/g ,人造石墨的容量360mAh/g ,硅基容量可以达石墨容量的5倍，价格只有3 倍，去年年底 高端人造石墨7 万/吨,硅基21万元/吨，换算下来单 wh 成本下降,方形没有用硅基负极，要用也混合不到容量更高的负极, 因为圆柱对硅负极膨胀有天然优势,电解液量比方形少,副反应少,钢壳结构更耐硅基膨胀，圆弧形状对硅基在某点的膨胀起分散作用，方形发生膨胀容易鼓起来，给电池系统带来安全隐患。4680 正极可以用 9 系高镍，镍含量很高、活性高，很容易和电解液发生副反应,圆柱本身电解液少,对产气也有承受能力，9系镍钻含量低,后续成本比8系便宜,能量密 度更高。高能量密度正负极匹配 4680 ,成本接近方形6毛/wh 的成本,通过材料体系优化成熟,成本会比方形更便宜。

2）跟2170等比：能量密度、成本有非常大优势。一个 2170 电池重量70克，4680电池350克，重量5倍，容量提高到6倍，一个2170电池5Ah , 4680 电池 30Ah ,重量能量密度2170 电池 247wh/kg,4680做到280wh/kg。整车上只需要960 个 4680 电池，特斯拉用的 2170 一台车要4400个，2170 电池包占比面积2.7平米，960个 4680 占地面积2.57 平米（占地面积更小）。电池包容量4000多个2170 是82度电，960个4680是 95度电，电池包容量提高 15% ,占地面积下降 5% ,能 量密度比同样的小圆柱提高很多，通过电池数量减少，DMS 监控系统、 冷却系统都有成本下降。

Q: 一二线电池厂在使用高镍和硅碳上能力的差距有多大？麒麟和4680的发展趋势是怎样的?

A：一二线电池厂目前良率88%左右，比国外低。宁德时代、亿纬锂能的正极用镍含量88的单晶正极,负极混12%-15%氧化亚硅、80%以上是石墨，混出的负极容量550mAh/g。正极用88系单晶，明年Q4量产会用到9系，特斯拉、松下、LG 做 4680 用的 9 系高镍三元正极,韩国、日本用 NCA ,特斯拉后续会用二元 9 系,只含镍和锰。国内差不多，用 8 系、9 系，大部分国内车企用 8 系单晶 （循环更优）,镍含量有差别（85-88 以上）。麒麟比 4680 能量密度高 10% ,是基于同样正负极体系下去对比，4680 换成高镍和硅基负极去比，会更有优势。麒麟在电池包、模组上做优化改 进，电池系统上做优化,类似比亚迪做成刀片 CTC,麒麟电池是 CTP。

Q：亿纬锂能、宁德时代、比克的产能规划？

A：亿纬锂能在荆门有 20GWh大圆柱，在匈牙利买了10GWh 大圆柱的 土地，后面主要供欧洲车企，现在国内20GWh，未来至少 3OGWh 以上,后续还有铁锂圆柱的产能布局，现在和小鹏电动车有电池合作，后续也会 用到大圆柱，亿纬目前 30-40GWh 产能。宁德3条大圆柱线，1条线4个GWh ,大概12GWho 比克良率还偏低, 产能规划 10GWh。

Q: 未来 4680 的市占份额？

A：短时间内从良率、生产效率的优化进度看，给特斯拉、宝马送了B样, 7月底完成,下半年继续优化良率,国外 90% ,国内 88% （高一点的）, 明年上半年达到 94%的良率,明年做 C 样测试,2023 年下半年亿纬锂能计划出 1OGWh 大圆柱，和宝马比较确定，是乐观估计，揉平设备还没完全解决,第二年翻倍。特斯拉 2023 年计划出几十 GWh ,后年翻番，后年 4680 市场 60GWh 左右，往后接近 100GWh.。2030 年圆柱上到 60%份额，在高端车型上量。现在方形占 80%以上,软包份额最小，好多车型在放弃软包。方壳预计最终 30%以上份额,储能等各方面的量都比较稳定。

Q：一条 4680 线需要 5 台模切设备,这个设备多少钱/台?

A：模切设备 400 万左右，激光焊接设备 450 万。

Q: 4680 能量密度提升后，单线能产多少 GWh ?单线的设备投资?单 GWh 的设备投资是增大还是变小?

A：一条线年产 4GWh ,单 GWh 的设备投资 1.6 亿元左右。后续设备投资会越来越小，成熟后（良率达到后）电池做大了，卷绕设备更少。投资现在变大,之后会变小，并逐渐趋于稳定。

Q: 4680 电池液冷板的用量是否会减少?

A：相对于小圆柱肯定会减少，小圆柱电池数量更多，一台车要 4000 多个电池，液冷板用量也更多，且空间布局更不方便。2170 —台车电池包 占面积 2.7 平米，4680 占面积2.5 平米，所以液冷板数量减少。

跟方形不太好比,方形电池可以做的更大，容量可能比 4680 还大（比如 4680 做 30Ah ,方形做 60Ah）,冷却性结构铺设没有 4680 好，30Ah 的 4680 和 60Ah 的方形液冷板数量相当。除电池外,4680 系统成本 2 毛 5/wh ,方形也差不多，冷却这块 4680 有些优势，监控可能比方形弱 一些，做成集成系统成本相当，都是2毛5-3毛/wh。