1月19日,Tesla宣布在试点工厂已生产100万块4680电池。1、100万4680电芯由Tesla自建的弗雷蒙特试制线生产,目前产线合格率近90%,处于可批产的零界点,100万电池约对应1000辆电动车,将于22H2实现装车和交付。
2、4680量产提前,首发车型为德州工厂MY:4680电池量产作为Tesla 2022年度最重要的项目,预计22Q2实现量产,22H2在德州工厂实现MY P版车型的交付,未来将首先用于S、X、Cybertruck等中高端车型。
4680电池的优势:
1、4680则是2170的电池容量的5倍(不是能量密度提升5倍),而电池容量的提升也会导致续航里程有所提升(提高16%)。
2、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。
特斯拉4680电池的核心材料增量
1、
负极材料:硅替代石墨,续航里程增加20%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。
据特斯拉电池日披露,为了解决这个难点,4680电池将回归使用原始冶金硅。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。
“特斯拉特制硅”目前更多类似概念,目前的4680电池将采用硅碳负极材料。据石大胜华纪要的硅碳负极最新进展,硅碳负极(SiOx-C)的掺混量预计从10%提升到15%。1GWh的4680电池消耗约750吨的硅碳负极材料。
2、正极材料:高镍去钴,利好高镍正极材料
680电池的正极将最大限度利用镍。正极的成本每千瓦时降低15%。
根据车型,正极材料的配比分为三类。铁用于对能量密度要求不高的中等续航产品。2/3镍和1/3锰的搭配用于中长续航产品。高镍用于长续航产品,例如Cybertruck, Semi等大车型。
特斯拉目前披露的正极材料搭配极具概念性,具体的用量和体系无法确定。据海通国际的“金属行业藏宝图”,按照目前的NCM811三元高镍体系,1GWh的4680电池消耗约3086吨的硫酸镍、413吨的硫酸钴、248吨的硫酸锰、619吨的锂LCE。
3、 隔膜及电解液:PVDF、LiFSI用量上升
4680电池的正极和负极都将在隔膜上涂覆PVDF(聚偏氟乙烯树脂)。据独角兽智库的“特斯拉4680电池近况及受益产业链分析电话会纪要”,4680电池的PVDF用量由2%提升到8%。据全国能源信息平台,含2% PVDF的三元电池1GWh的PVDF用量约为20吨。那么我们推算含8%PVDF的4680电池1GWh的PVDF用量将提升至约80吨。
我们假设电解液中,LiFSI(双氟磺酰亚胺锂盐)添加剂的比例将提升到5%。每GWh三元电池的电解液使用量约700-900吨。取800吨电解液中5%,4680电池每GWh的LiFSI用量将约40吨。